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Longitudinale funktionelle MRT Bildgebungsstudie zur Untersuchung der Auswirkungen eines forcierten Sporttrainings auf die zentrale Schmerzverarbeitung
No full textEs ist bekannt, dass Sport zu einer Modulation der Schmerzverarbeitung führt. Sportler weisen höhere Toleranzschwellen für Schmerz auf als Nichtsportler. Nach akuter sportlicher Aktivität tritt bei trainierten Athleten eine Elevation der Schmerzschwellen auf. Kürzlich gelang es, die zugrunde liegenden zentralnervösen Mechanismen mittels fMRT zu ermitteln. Diese Effekte nach akuter zweistündiger Ausdauerbelastung waren mit einer akuten zentralnervösen opioidergen Freisetzung (Boecker et al., 2008) und einer verminderten Aktivierung in schmerzverarbeitenden Arealen (Scheef et al., 2012) vergesellschaftet. Im Gegensatz dazu sind die zugrundeliegenden Mechanismen eines regelmäßigen Ausdauersporttrainings auf die Schmerzverarbeitung bisher nicht experimentell untersucht worden. In dieser Arbeit wurden diese Mechanismen erstmalig mittels einer longitudinalen fMRT-Studie untersucht: Die sechsmonatige, kontrollierte Studie wurde von 28 gesunden männlichen rechtshändigen Probanden abgeschlossen (15 Sportler und 13 Kontrollprobanden). Die Sportler absolvierten ein sechsmonatiges Lauftrainingsprogramm, während die Kontrollen keinen Ausdauersport trieben. Zu Beginn (T= 0 Monate) und zum Ende des Studienzeitraumes (T= 6 Monate) wurden die hitzeschmerzabhängigen Hirnaktivierungen mittels fMRT in einem Block-Design gemessen. Abschließend wurde der applizierte Hitzeschmerz auf einer numerischen Skala bewertet. Ferner wurden zu beiden Zeitpunkten Fitnessparameter (Ruhefrequenz, Blutdruck, VO2max) sowie Schmerz- und Fühlschwellen untersucht. In der Sportgruppe konnte eine signifikante Abnahme der Ruhefrequenz (p = 0,007) und des systolischen Blutdruckes (p = 0,025) sowie eine signifikante Zunahme der VO2max (p Post-hoc Analysen zeigten in der Sportgruppe eine verminderte Aktivierung in der Insel beidseits (p Mittels dieser Arbeit konnten zusammenfassend erstmalig schmerzmodulatorische Effekte eines regelmäßigen Ausdauersports gezeigt werden. Diese fanden einerseits in einer Region statt, der eine Verarbeitung affektiv-motivationaler Schmerzkomponenten zugeschrieben wird (Insel), andererseits in motorischen Planungsarealen (SMA/PMC). Zusammenfassend lässt sich mit diesen Ergebnissen - in Erweiterung zum jetzigen Wissensstand bei sportabhängiger akuter Schmerzmodulation - schlussfolgern, dass eine regelmäßige sportliche Aktivität zu einer chronischen Modulation der affektiv-motivationalen Schmerzverarbeitung führt. Hierfür werden zugrunde liegende tonische opioiderge Mechanismen vermutet. Diese Hypothese kann aber auf der Grundlage der vorliegenden Daten weder verifiziert noch falsifiziert werden. Vor einem gezielten Einsatz von Ausdauersporttraining bei Patienten mit chronischen Schmerzsyndromen sind entsprechende weiterführende experimentelle Untersuchungen erforderlich
Einfluss einer 6-monatigen Ausdauersport-Intervention auf das Hippocampus-Volumen und Hippocampus-abhängiges räumliches Lernen
No full textSportliche Aktivität, insbesondere Ausdauertraining hat nachweislich verschiedene positive Effekte auf die physische und psychische Gesundheit. Zudem gibt es Hinweise, dass Ausdauertraining Einflüsse auf die Neuroplastizität und Funktion des Hippocampus hat. In dieser Arbeit wurden 27 gesunde Proband*innen im Alter von 18-35 Jahren (14 Frauen, 13 Männer) eingeschlossen und zwei Gruppen randomisiert (10 Kontrollen, 17 Sportler*innen). Es erfolgten jeweils zur Baseline-Untersuchung sowie nach 2, 4 und 6 Monaten Laktatstufentests, MRT-Messungen des Hippocampus-Volumens, sowie neuropsychologische Testungen zur räumlichen Gedächtnisfähigkeit. Innerhalb dieses Zeitraumes absolvierte die Interventionsgruppe ein individuell festgelegtes Ausdauersportprogramm, während die Kontrollgruppe ihr vorheriges Aktivitätslevel beibehielt. In der Interventionsgruppe konnte durch das Ausdauertraining eine signifikante Steigerung der aeroben Ausdauer erreicht werden. Ebenfalls kam es zu einer Verbesserung der Fehlerrate bei der neuropsychologischen Messung des räumlichen Gedächtnisses innerhalb der Interventionsgruppe, sowie einer Steigerung der Geschwindigkeit beim Absolvieren des Tests. Das Volumen des Hippocampus zeigte sich in beiden Gruppen unverändert, wobei im Linear Mixed Effects Modell in einigen Subregionen eine signifikante Interaktion von Gruppe und Zeit bestand und somit ein Effekt der Intervention anzunehmen ist. Es zeigte sich zudem eine Assoziation zwischen der Zunahme von aerober Fitness und einer Volumenzunahme im linken Subiculum sowie einer Volumenabnahme der linken Fissura hippocampi in der gesamten Kohorte. Aus den Ergebnissen lässt sich schließen, dass durch aerobes Ausdauertraining bei jungen Erwachsenen eine Steigerung des Volumens bestimmter hippocampaler Subregionen und eine Verbesserung der räumlichen Gedächtnisfähigkeit möglich sind. Für den eindeutigen Beweis dieser Annahmen ist weitere Forschung notwendig
Einfluss akuter körperlicher Belastungen unterschiedlicher Intensität auf Exekutivfunktionen kognitiver Ruhenetzwerke : Eine resting-state fMRI-Studie
No full textDie Auswirkungen von akuter körperlicher Aktivität auf die kognitive Leistung und die funktionelle Konnektivität in Ruhenetzwerken (RSN) wurden erst in wenigen Studien gemeinsam untersucht und sind bisher nicht vollständig verstanden. Die Literatur gibt Hinweise auf eine nicht-lineare Beziehung zwischen Intensität der körperlichen Aktivität und Änderungen der kognitiven Leistung bzw. funktionellen Konnektivität. Das Verständnis der neuronalen Hintergründe in Akutstudien bei jungen, gesunden Probanden kann in Zukunft hilfreich für die Vorhersage von Langzeiteffekten und Effekten bei älteren Erwachsenen und Patienten mit bspw. neurodegenerativen Erkrankungen sein. Die BEACON-Studie (Bicycling Effects on Affect and Cognition in Neuroscience) untersuchte in einem randomisierten Studiendesign die Effekte akuter körperlicher Aktivität mit aerober und anaerober Intensität und einer Kontrollbedingung auf die kognitive Leistung im Attention Network Test (ANT) und die funktionelle Konnektivität in kognitiven RSN bei jungen (Alter: 20-35 Jahre), gesunden und trainierten männlichen Probanden. Ziel war es, die Beziehung zwischen Intensität und Änderungen der funktionellen Konnektivität und kognitiven Leistung zu ermitteln. In einer Leistungsdiagnostik auf einem Fahrradergometer wurden die kardiorespiratorische Fitness der Probanden (Einschlusskriterium: relVO2max > 55 ml/min/kg Körpergewicht) und die individuellen Leistungsintensitäten für die anschließenden Untersuchungsbedingungen bestimmt. Die Untersuchungstage fanden in randomisierter Reihenfolge mit standardisiertem Ablauf statt. Die finale Stichprobe umfasste n = 20 Probanden. Im ANT fanden sich keine signifikanten Änderungen der kognitiven Leistung. Im linken frontoparietalen Netzwerk zeigte sich nach Clusterkorrektur ein signifikanter Interaktionseffekt im Gyrus frontalis superior (Zeitpunkt x Bedingung; p < 0,001 (unkorrigiert), FWE-korrigiert α < 0,05 mit 3dFWHMx und 3dClustSim), wobei die funktionelle Konnektivität nach der anaeroben Bedingung signifikant abnahm und nach der aeroben Bedingung (nicht signifikant) anstieg. Bei einem liberaleren p-Wert von p < 0,005 (unkorrigiert), FWE-korrigiert α < 0,05 fanden sich Konnektivitätsänderungen nach dem gleichen Muster im dorsalen Aufmerksamkeitsnetzwerk im Lobulus parietalis superior und im cerebellären basalganglionären Netzwerk im rechten Kleinhirn (Crus 1 und 2). Eine Korrelationsanalyse ergab eine signifikante positive Korrelation zwischen den Änderungen der funktionellen Konnektivität im Lobulus parietalis superior und dem "orienting"-Score aus dem ANT nach der aeroben Bedingung. Die Studienergebnisse stützen Hinweise darauf, dass die kognitive Leistung und funktionelle Konnektivität in entsprechenden RSN vor allem durch eine aerobe Trainingsintensität verbessert werden, während anaerobe Trainingsintensitäten diese vermindern, und unterstützen somit die umgekehrt U-förmige Beziehung zwischen der Intensität akuter körperlicher Belastung und der kognitiven Leistung bzw. Änderungen der funktionellen Konnektivität
Zur Assoziation von regelmäßigem Ausdauersport und der Hirnaktivierung bei exekutiven Kontrollprozessen
No full textDie vorliegende Studie untersucht in einem longitudinalen, kontrollierten Design die Auswirkungen eines regelmäßigen, sub-maximalen Ausdauertrainings auf die Interferenzkontrolle, einer wichtigen Exekutivfunktion. Insbesondere in älteren und sehr jungen Probandenpopulationen sind bereits Assoziationen von kardiovaskulärem Training und exekutiven Kontrollfunktionen mit Methoden der funktionellen Neurobildgebung beschrieben worden. Fitnesszugewinne sind hierbei meist an trainingsinduzierten Änderungen der maximalen Sauerstoffaufnahme (VO2max) festgemacht worden. Diese Untersuchung fokussiert sich auf eine mittelalte Probandengruppe, wobei hinsichtlich der Fitnessevaluation neben VO2max auch Blutlaktatkurven (BLC) erfasst worden sind. Dreiundzwanzig männliche Probanden (m = 49 Jahre) ohne bisherige relevante sportliche Betätigung wurden einem sechsmonatigen Lauftraining ausgesetzt (Interventionsgruppe). Zusätzlich wurden 14 Probanden rekrutiert, die keine Sportintervention erhielten (Kontrollgruppe, m = 52 Jahre). Behaviorale Leistungen und parallele Hirnaktivierungen der Interferenzkontrolle wurden vor und nach der Intervention in einem funktionellen MRT-Paradigma mithilfe eines Flanker-Tasks erfasst. Während Gruppenvergleich über die Zeit keine signifikanten Unterschiede zeigten fanden sich in der Interventionsgruppe signifikante Assoziationen von Änderungen der Aktivierung in frontalen Hirnregionen und individuellen Fitnesszuwächsen gemessen an Änderungen der BLC. Vergleichbare Assoziationen für VO2max ergaben sich nicht. Die Studie zeigt, dass trainingsinduzierte funktionelle Plastizität bezüglich exekutiver Kontrollfunktionen auch im mittleren Erwachsenenalter beobachtbar ist und mit individuellen Fitnessänderungen korreliert. Für eine moderate Trainingsintensität scheint hierbei die BLC einen sensitiven Parameter darzustellen um trainingsinduzierte Änderungen von kardiovaskulärer Fitness und von Hirnfunktionen der Interferenzkontrolle in Zusammenhang zu bringen.Cardiovascular training has been associated with neuroimaging correlates of executive control functions (ECF) in seniors and children/adolescents, while complementary studies in middle-aged populations are lacking. Ascribing a prominent role to cardiorespiratory fitness improvements, most studies concentrated on training-induced gains in maximal oxygen uptake (VO2max), although other fitness indices may provide complementary information. Here, we investigated the impact of long-term sub-maximal exercise training on interference control, considering individual training-induced shifts in blood lactate profile curves (BLC) and VO2max. Twenty-three middle-aged sedentary males (m = 49 years) underwent a six-month exercise program (intervention group, IG). Additionally, 14 individuals without exercise training were recruited (control group, CG, m = 52 years). Interference control was assessed before and after the intervention, using a functional magnetic resonance imaging (fMRI) flanker paradigm. Task performance and brain activations showed no significant group-by-time interactions. However, regression analyses in the IG revealed significant associations between individual fitness gains and brain activation changes in frontal regions, which were not evident for VO2max, but for BLC. In conclusion, training-induced plasticity of ECF-related brain activity can be observed in late middle adulthood, but depends on individual fitness gains. For moderate training intensities, BLC shifts may provide sensitive markers for training-induced adaptations linked to ECF-related brain function
Einfluss akuter körperlicher Belastung unterschiedlicher Intensität auf Pattern Separation und hippokampale Konnektivität bei Ausdauersportlern
No full textWelche Akuteffekte hat körperliche Aktivität auf die funktionelle Konnektivität des Hippokampus und dessen Fähigkeit zur Pattern Separation? Nach der Inverted-U-Hypothesis (anti-u-förmiger Verlauf der kognitiven Leistungsfähigkeit in Zusammenhang mit dem Level der Aktivierung) profitieren kognitive Fähigkeiten im Allgemeinen am ehesten von moderater körperlicher Aktivität. Falls sich die Drive-Theory (je mehr Aktivierung, desto besser das Resultat) bewahrheitet, steigt die Wirkung mit der erbrachten Leistung.
In unserer Studie erzielten junge, gesunde, männliche Athleten nach einer niedrig-intensiven Trainingseinheit signifikant bessere Ergebnisse bei einem Test, der Pattern Separation untersuchte. Die parallel untersuchten bildgebenden Daten aus resting state fMRT Aufnahmen zeigten bei Kontrastierung von niedrig-intensiver Trainingseinheit und Kontroll-Bedingung, dass CA3-Region und GD – als zentrale Substrukturen für Pattern Separation – ebenso von prä-interventionell zu post-interventionell eine signifikante (p ≤ 0,001) durch körperliche Aktivität getriggerte Steigerung der intrinsischen funktionellen Konnektivität aufwiesen.
Nach hoch-intensiver Belastung zeigen die Daten des kognitiven Tests zur Quantifizierung der Pattern Separation prä- und post-interventionell zwar keine signifikanten Unterschiede, jedoch stieg die Präzision in den gemittelten Absolutwerten.
Am Tag der Kontroll-Bedingung (keine körperliche Aktivität, lediglich auf dem Fahrrad sitzend) änderten sich die Ergebnisse hinsichtlich Pattern Separation nicht. Allerdings wurde die Wiedererkennung bereits gezeigter (gleicher) Bilder prä- zu post-interventionell signifikant schlechter.
Im Hinblick auf die beiden oben genannten Theorien sind die Ergebnisse wie folgt einzuordnen: Moderate Intensität bietet das stärkste förderliche Potenzial (passend zur Inverted-U-Theory). Nach hoch-intensiven Einheiten zeigten sich keine Unterschiede in der Performance, sodass weder die Drive-Theory (würde die größte Steigerung erwarten) noch die Inverted-U-Theory (würde eine ähnliche Abnahme wie nach der Kontrollbedingung erwarten) zu den Beobachtungen passen. Während Langzeiteffekte von körperlicher Aktivität bei jungen Erwachsenen mit hippokampaler Volumenzunahme und Steigerung von Pattern Separation schon einige Male untersucht wurden, finden sich zu Akuteffekten nur vereinzelt Studien. Das resting-state-fMRT wurde in dem Zusammenhang bislang nicht genutzt. Ergänzende Untersuchungen an Frauen, Kindern, Erkrankten, Untrainierten, Älteren und mit insgesamt größeren Stichproben sind notwendig, um das vollständige Potenzial von körperlicher Aktivität zu verstehen und optimale Empfehlungen abgeben zu können
Untersuchung von „grid cell“-basierten Repräsentationen des entorhinalen Kortex in Erwachsenen mit genetisch erhöhtem Risiko für Morbus Alzheimer
No full textEinleitung: Die spät beginnende Alzheimer-Erkrankung ist die häufigste Form der Demenz und manifestiert sich klinisch durch einen progredienten Gedächtnisverlust sowie Werkzeug-, Orientierungs- und Wortfindungsstörungen. Die beiden wesentlichen neuropathologischen Veränderungen der Alzheimer-Erkrankung sind die Bildung von Amyloid-Ablagerungen und neurofibrillären Tangles. Im entorhinalen Kortex scheinen erste neurofibrilläre Tangles bereits in jungen Erwachsenen nachweisbar zu sein, weshalb eine jahrzehntelange subklinische Phase der spät beginnenden Alzheimer-Erkrankung angenommen wird. Eine kurative Therapie der Alzheimer-Erkrankung steht bislang allerdings aus – möglicherweise, da potenziell verfügbare Medikamente erst zu spät im Krankheitsverlauf eingesetzt werden. Die vorliegende Dissertation zielte deshalb auf die Erforschung eines frühen Biomarkers der spät beginnenden Alzheimer-Erkrankung ab, mithilfe dessen eine zeitgerechte Applikation potenziell kurativer Medikamente ermöglicht würde. Zu diesem Zweck wurden junge Erwachsene mittels funktioneller Magnetresonanztomographie (fMRT) hinsichtlich „grid cell“-basierter Repräsentationen des entorhinalen Kortex in Abhängigkeit vom wichtigsten genetischen Risikofaktor der spät beginnenden Alzheimer-Erkrankung, dem ε4-Allel des APOE-Gens, untersucht. „Grid cell“-basierte Repräsentationen stellen die mittels fMRT messbare Summenaktivität von „grid cells“ dar, bei welchen es sich um einen neuronalen Zelltyp handelt, der für räumliche Navigation relevant zu sein scheint. Als Forschungshypothese ergab sich eine verminderte Stärke „grid cell“-basierter Repräsentationen in jungen Erwachsenen mit genetisch erhöhtem Risiko für die spät beginnende Alzheimer-Erkrankung. Material und Methoden: 531 junge Erwachsene im Alter von 18-30 Jahren wurden rekrutiert und hinsichtlich ihres APOE-Status genotypisiert. Nachfolgend wurden 38 Risikoprobanden (APOE ε3/ε4-Träger) und 37 Kontrollprobanden (APOEε3/ε3-Träger) unter doppelter Verblindung einer fMRT-Untersuchung am Deutschen Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE), Bonn, unterzogen. Während sich die Probanden im fMRT-Scanner befanden, absolvierten sie eine räumliche Gedächtnisaufgabe, bei welcher sie sich in einer virtuellen Umgebung bewegten. Die Datenanalysen erfolgten hinsichtlich des räumlichen Navigationsverhaltens in der virtuellen Umgebung sowie in Bezug auf „grid cell“-basierte Repräsentationen. Weitere Analysen untersuchten zeitliche und räumliche Stabilität der „grid cell“-basierten Repräsentationen sowie hippokampale Aufgaben-bezogene Aktivität.Ergebnisse: Risiko- und Kontrollprobanden unterschieden sich hinsichtlich der räumlichen Gedächtnisleistung nicht. Risikoprobanden zeigten im Vergleich zu Kontrollprobanden jedoch verminderte „grid cell“-basierte Repräsentationen und eine verminderte zentrale Navigationspräferenz. Beide Veränderungen waren in einem linearen Regressionsmodell über alle Probanden mit schlechterer räumlicher Gedächtnisleistung assoziiert. Verminderte „grid cell“-basierte Repräsentationen korrelierten zudem invers mit hippokampaler Aufgaben-bezogener Aktivität, welche folglich einen Kompensationsmechanismus zur Aufrechterhaltung einer gleichwertigen räumlichen Gedächtnisleistung darstellen könnte.Diskussion: Die Ergebnisse der vorliegenden Dissertation unterstützen die Hypothese, dass die Alzheimer-Erkrankung mit einer Dysfunktion entorhinaler „grid cells“ verbunden ist. Sie stellen zudem eine mögliche Erklärung für die bereits beobachtete Hyperaktivität unterschiedlicher Hirnregionen in APOE ε3/ε4-Trägern dar, da diese aus einer entorhinalen Dysfunktion resultieren könnte. Eine solche Hyperaktivität könnte in jungen Erwachsenen zu gewissen kognitiven Vorteilen führen, langfristig jedoch eine Ausbreitung der neuropathologischen Veränderungen der Alzheimer-Erkrankung begünstigen und beispielsweise eine Degradation hippokampaler „place cells“ verursachen. Die Ergebnisse der vorliegenden Dissertation stellen eine neurokognitive Erklärung der räumlichen Desorientiertheit in Alzheimer-Patienten bereit und bieten entorhinale Dysfunktion als einen frühen Biomarker der spät beginnenden Alzheimer-Erkrankung an
Affektmodulation durch Ausdauerlauf: die Bedeutung endogener Opioide : Eine PET-Ligandenaktivierungsstudie
No full textZiel dieser Studie war es, den Effekt eines zweistündigen Ausdauerlaufes auf die Ausschüttung endogener Endorphine gemäß der Endorphin-Hypothese zu überprüfen und sie in Korrelation zu setzen mit positiven Affektveränderungen. Hierzu wurden zehn männliche, erfahrene und gut trainierte Ausdauerläufer mit Hilfe der Positronen-Emissions-Tomographie und dem unselektiven Opioidrezeptorliganden [18F]Diprenorphin an zwei verschiedenen Tagen untersucht: einmal eine Ruheuntersuchung nach 24-stündiger Sportkarenz und einmal nach einem 2-stündigen Ausdauerlauf als experimentellem Stimulus. Statistische parametrische Karten wurden erstellt und für die voxelweise Analyse der Ligandenbindung im Gehirn verwendet. Mit Hilfe visueller Analogskalen (VAMS) wurden Stimmungsdaten erhoben. Die Werte für Euphorie stiegen signifikant von 37,6 ± 19,6/100 vor dem Lauf auf 73,3 ± 13,2/100 nach dem Lauf und war verbunden mit einem signifikanten Abfall der Ligandenbindung von [18F]Diprenorphin nach dem Lauf. Es zeigten sich verminderte Distributionsvolumina für [18F]Diprenorphin nach dem Lauf vor allem in präfrontalen und limbischen Gehirnarealen (insbesondere im präfrontalen Cortex, im orbitofrontalen Cortex, im dorsolateralen präfrontalen Cortex, im anterioren und posterioren cingulären Cortex, in der Insula und im Gyrus parahippocampalis) und wurden nachfolgend teilweise mittels Region-of-interest-Analysen untermauert. In einem weiteren Schritt wurden die Veränderungen der Distributionsvolumina mit den mittels visueller Analogskalen erhobenen Stimmungsdaten der Läufer korreliert und ergaben einen inversen Bezug zwischen Ligandenbindung und Euphorie. In einem zusätzlichen Experiment wurden die mittels visueller Analogskalen ermittelten Euphorie-Werte nach normalen Trainingsläufen der Probanden ohne zusätzlichen Positronen-Emissions-Tomographie-Scan erhoben. Es zeigte sich, dass die positiven Affektveränderungen in sehr ähnlichem Maße wie im Rahmen des Positronen-Emissions-Tomographie-Experimentes auftraten und über einen langen Zeitraum (mindestens 240 Minuten) anhielten. Zusammengefasst bestätigen unsere Daten die Endorphin-Hypothese dahingehend, dass durch einen Ausdauerlauf endogene Opioide ausgeschüttet werden und dies mit positiven Affektveränderungen im Zusammenhang steht. Diese opioidergen Transmissionsänderungen treten in Hirnregionen auf, die im Einklang stehen zu aktuellen Modellvorstellungen zur opioidergen Vermittlung affektiver Effekte, i.e. anteriores Cingulum, orbitofrontaler Cortex und Inselregion
Einfluss des Serotonintransporter- und Brain Derived Neurotrophic Factor-Gens auf das Amygdalavolumen als Endophänotyp der Depression
No full textDie Depression ist eine psychische Erkrankung, für die mit hoher Wahrscheinlichkeit ein genetisch determiniertes Risiko besteht. Die Verminderung des Amygdalavolumens bei depressiven Patienten gilt als möglicher Endophänotyp dieser Erkrankung. Ein vielversprechendes Kandidatengen bezüglich Depression ist das Serotonintransportergen SLC6A4. Dieses Gen besitzt zwei potentiell pathogenetisch relevante Polymorphismen, den Insertions-Deletions-Polymorphismus 5-HTTLPR und den SNP rs25531. Das zweite Gen ist das BDNF-Gen, dessen SNP rs6265 als pathogenetisch relevant gilt. Ziel der vorliegenden Arbeit war die Replikation des vorbeschriebenen Zusammenhangs zwischen einer Volumenreduktion der Amygdala mit einem S-oder LG-Allel des 5-HTT bzw. dem Val/Val-Genotyp des BDNF. Zunächst wurde untersucht, ob eine Assoziation zwischen 5-HTT-Gen, BDNF-Gen und Depression besteht. Im nächsten Analyseschritt wurden die Amygdalavolumina zwischen Patienten- und Kontrollstichprobe verglichen. Zuletzt erfolgte die Verknüpfung der genetischen mit der volumetrischen Analyse, unabhängig vom Erkrankungsstatus. Es wurden insgesamt 89 depressive Patienten und 79 gesunde Kontrollpersonen untersucht, bei denen keine Assoziation der mutmaßlichen Risikogenotypen mit Depression nachgewiesen werden konnte. Der Vergleich des Amygdalavolumens zwischen Patienten und gesunden Kontrollpersonen ergab erwartungsgemäß bilateral eine signifikante Reduktion bei weiblichen und männlichen depressiven Patienten. Innerhalb der Patientenstichprobe war kein Einfluss der Erkrankungsdauer auf das Amygdalavolumen nachweisbar. Es konnte jedoch ein Effekt der Erkrankungsschwere auf das Volumen der Amygdala innerhalb der weiblichen Patientenstichprobe belegt werden. In der letzten Subgruppenuntersuchung fand sich im Vergleich der Medikationsgruppen kein einheitlicher Volumenunterschied zwischen den drei Gruppen. Beim Vergleich der Amygdalavolumina zwischen den Genotypen wurde keine Assoziation zwischen den Risikogenotypen und einem reduzierten Amygdalavolumen festgestellt. Insgesamt konnten die Vorbefunde zur Interaktion des SLC6A4 mit BDNF und deren Einfluss auf das Amygdalavolumen nicht repliziert werden. Die Ergebnisse der vorliegenden Studie schließen nicht aus, dass es sich bei der Verringerung des Amygdalavolumens um einen Endophänotyp der Depression handelt. Es wurde lediglich keine Assoziation zwischen dieser hirnmorphologischen Veränderung bei depressiven Patienten und den untersuchten Kandidatengenen gefunden. Die Frage, ob es sich dabei um einen genetisch determinierten Endophänotyp der Erkrankung handelt, muss in zukünftigen Studien weiter untersucht werden
Kognition und Belohnungsverarbeitung bei chronischen Cannabiskonsumenten : Eine neuropsychologische und neurophysiologische Studie
No full textCannabis ist die weltweit gebräuchlichste illegale Rauschdroge. Es bleibt umstritten, inwieweit regelmäßiger Cannabiskonsum längerfristige (und möglicherweise: dauerhafte) Veränderungen von Hirnfunktionen auslöst, die über den akuten Rauschzustand hinaus psychische Störungen verursachen. Die vorliegende Arbeit betrachtete mögliche nichtakute Effekte von regelmäßigem Cannabiskonsum auf kognitive und motivationale Funktionen. Dabei verglich Studie A das kognitive Leistungsvermögen regelmäßiger Cannabiskonsumenten, die im Rahmen einer therapeutischen Interventionsstudie rekrutiert wurden, mit einer nicht konsumierenden Kontrollgruppe. Die Probanden absolvierten eine neuropsychologische Testbatterie, die sprachliche Lern- und Gedächtnis-, Kurzzeit- bzw. Arbeitsgedächtnis-, sowie Aufmerksamkeits- und exekutive Funktionen prüfte, und zusätzlich die subjektive Wahrnehmung von kognitiven Ausfällen im Alltagsleben erfasste. Die Konsumentengruppe zeigte keine signifikanten Defizite bei den objektiven Tests: Zwar klagte ein Teil der Konsumenten vermehrt über kognitive Ausfälle im Alltag, aber diese Selbstbeurteilungen waren nicht mit objektiven Testleistungen assoziiert, sondern bevorzugt mit psychiatrischen Hintergrundvariablen. Basierend auf Studien, die abweichende Verhaltens- und Hirnaktivierungsmuster von Cannabiskonsumenten bei der Iowa Gambling Task berichten, absolvierte ein Teil der Konsumenten zwei zusätzliche funktionelle Magnetresonanz-Tomographie-Experimente: Studie B betrachtete die Fähigkeit zur flexiblen Anpassung an wechselnde Belohnungs- bzw. Bestrafungskontingenzen im Rahmen eines probabilistischen Umkehrlernparadigmas. Die Cannabiskonsumenten zeigten grenzwertig schwächere Aufgabenleistungen, die aber nicht auf perseverativen Verhaltenstendenzen beruhten. Außerdem wurden im Zusammenhang mit Verhaltenswechseln keine signifikanten Aktivierungsunterschiede in aufgabentypischen Hirnarealen beobachtet, obwohl sich bei liberalerer Signifikanzschwelle relative Mehraktivierungen der Konsumenten in einem linksseitigen ventromedial präfrontalen Areal andeuteten. Studie C betrachtete die Verarbeitung einer Risikowahlaufgabe: Sie lieferte keine Hinweise auf eine abweichende Risikoneigung der Konsumenten, und fand während riskanter Wahlentscheidungen keine signifikanten Aktivierungsunterschiede in risikoassoziierten Hirnarealen, sondern allenfalls tendenzielle Abweichungen im linksseitigen ventralen Präcuneus bzw. posterioren Cingulum. Zusammenfassend konnte keine der Studien robuste Belege für kognitive oder motivationale Störungen bei regelmäßigen Cannabiskonsumenten liefern, was mit einer Reihe von anderen Negativbefunden in der Forschungsliteratur vereinbar ist, aber auch mit methodischen Beschränkungen der vorliegenden Experimente zusammenhängen könnte, vor allem den beschränkten Stichprobenumfängen. In diesem Sinne erörtert die abschließende Diskussion mögliche Implikationen für eine optimierte Gestaltung von Forschungsstudien zu diesem Thema
Anfall und Epilepsie: Morphometrische Kurz- und Langzeitkorrelate im mesialen Temporallappen
No full textEpilepsie zählt zu den häufigsten chronischen neurologischen Erkrankungen, wobei die mesiale Temporallappenepilepsie (mTLE) die häufigste Form therapieresistenter Anfälle bei Erwachsenen darstellt. Die häufigste histopathologische Ursache ist die Hippocampussklerose (HS), deren Subtypen mit unterschiedlichen chirurgischen Prognosen assoziiert sind. Konventionelle volumetrische Magnetresonanztomographische (MRT)-Analysen stoßen jedoch insbesondere bei MRT-negativer mTLE an ihre diagnostischen Grenzen. Die Studie von Fischbach et al. (2023) untersucht, ob ein neuartiges, differenzialgeometriebasiertes Analyseverfahren eine präzisere morphometrische Beurteilung des Hippocampus ermöglicht. Zentraler methodischer Bestandteil ist ein differenzialgeometrischer Ansatz, der ein individuelles Koordinatensystem des Hippocampuskörpers etabliert und damit eine hochauflösende, subfeldunabhängige Analyse geometrischer Parameter wie Dicke, Krümmung und Fluid Attenuated Inversion Recovery (FLAIR)-Signalintensität entlang konsistenter anatomischer Achsen erlaubt. Für die Studie wurde eine Gruppe von 204 Patienten/Patientinnen mit mTLE und 57 alters- und geschlechtsangepassten gesunde Probanden/Probandinnen analysiert. Die Studie liefert Hinweise darauf, dass MRT-negative mTLE ein eigenständiges Krankheitsbild darstellen könnte und hippocampale Veränderungen nicht nur als Ursache, sondern auch als Folge rezidivierender epileptischer Anfälle interpretiert werden können. Die punktuelle Analyse erweist sich dabei als sinnvolle und diagnostisch gewinnbringende Ergänzung zur klassischen Volumetrie
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