Einfluß von Stress im Kindesalter und psychiatrischen Störungen auf die Verarbeitung affektiver Bilder : eine MEG-Studie

Einfluss von Stress im Kindesalter und psychiatrischen Störungen auf die Verarbeitung affektiver Bilder –

eine MEG-Studie

Wissenschaftliche Arbeit

zur Erlangung des Grades einer Diplom-Psychologin im Fachbereich Psychologie

der Universität Konstanz

vorgelegt von

Nicole Brunnemann Werner-Sombart-Straße 37/ F 104

78464 Konstanz

Erstgutachterin: Professorin Dr. Brigitte Rockstroh Zweitgutachterin: Professorin Dr. Johanna Kißler

Konstanz, im Februar 2008

Konstanzer Online-Publikations-System (KOPS) URL: http://www.ub.uni-konstanz.de/kops/volltexte/2008/5850/

URN: http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:352-opus-58504

Mit dieser Arbeit blicke ich auf eine Zeit von fast fünf Jahren zurück. Sie soll den Abschluss dieser erfahrungsreichen Zeit bilden. Ein Rückblick lässt nicht nur das zahlreiche Gelernte aus der Erinnerung hervortreten, sondern auch die Menschen, die mich während meines Studiums begleitet haben. Von Anfang an dabei waren meine Eltern. Zwei Menschen, die mich durch ihre Zuversicht und ihren Glauben, durch ihr Vertrauen zu diesem Weg ermutigt und mich zu jeder Zeit begleitet und unterstützt haben. Sie zeigten Optimismus, Geduld, Wärme und trotz der räumlichen Distanz stets Nähe. Sie glauben an meinen Weg. Ich danke ihnen dafür!

Manchmal hatte ich das Gefühl, die Dinge müssten intensiv angepackt werden, um sie meistern zu können. Zu anderen Gelegenheiten wiederum glaubte ich, alles nehme einfach so seinen Lauf, und ich müsse nur den richtigen Augenblick abwarten und dann zugreifen. Meist sind es wohl nur die kurzen Augenblicke, die unser Leben abschließen oder neu öffnen – Zwischenlandungen, die wir einlegen, auf der Suche nach einem Traum. Ich habe ihn gefunden und werde an ihm weiter arbeiten, ihn gut verwahren, mit allem Vergangenen.

Zu diesen Augenblicken haben eine ganze Reihe weiterer Menschen durch ihr einfühlsames Wesen beigetragen. Mein Dank gilt meinen Freunden, die ich im Laufe des Studiums kennen gelernt habe. Namen vermeide ich bewusst, weil dann eine Reihenfolge entstehen würde, die ich so gar nicht empfinde, und ich denke, diejenigen, die ich meine, wissen es genau!

Auch den Betreuern meiner Diplomarbeit möchte ich danken – für den Einblick in dieses sehr interessante Forschungsgebiet, für die zu jeder Zeit offenen Ohren und hilfreichen Ratschläge (sogar am Sonntagnachmittag!) und vor allem für die Ideen, welche halfen, die zahlreichen Gedanken in die folgende Arbeit zu bringen.

Volker danke ich dafür, dass wir jeden Tag zusammen gestaltet haben und sicher auch weiterhin werden. Es tut unbeschreiblich gut, ihn an meiner Seite zu wissen.

1. Einleitung ... 1

2. Theoretische Grundlagen... 4

2.1 Stress... 4

2.1.1 Modelle über die Verarbeitung und Regulation von Stress ... 7

2.2 Psychopathologie und Stress...12

2.2.1 Major Depression... 13

2.2.2 Schizophrenie... 15

2.2.3 Substanzmissbrauch... 17

2.3 Emotionen und Psychopathologie ...19

2.3.1 Verarbeitung von Emotionen bei Gesunden und bei Patienten ... 26

3. Fragestellung und Hypothesen ... 29

4. Methoden ... 31

4.1 Stichprobe ...31

4.1.1 Patientengruppe... 31

4.1.2 Vergleichsgruppe ... 32

4.2 Erfassung von Stress im Kindesalter ...33

4.3 Bildmaterial und Präsentation ...34

4.4 Versuchsdurchführung...36

4.4.1 Vorbereitung der Versuchsperson... 37

4.4.2 Messvorbereitung... 38

4.4.3 Messung ... 38

4.5 Datenerhebung ...39

4.6 Datenanalyse...40

4.6.1 Analysemethodik ... 40

4.6.2 Stichprobe der Analyse ... 42

4.6.2.1 Patientengruppe ... 42

4.6.2.2 Vergleichsgruppe ... 44

4.6.3 Statistische Analyse ... 44

5. Resultate... 46

5.1 Early-life stress...46

5.2 Subjektive Einschätzung der Bilder (SAM) ...48

5.3 MEG-Daten...49

5.3.1 Affektive Modulation der EPN... 49

a) Modulation der EPN durch den ELS... 50

b) Modulation der EPN durch die Psychopathologie... 53

c) Modulation der EPN durch die diagnostischen Gruppen ... 55

6. Diskussion ... 57

6.1 Überblick über die Ergebnisse...57

6.1.1 Auswirkungen der Stressbelastung auf die Psychopathologie... 58

6.1.2 Selektive Veränderung der subjektiven Einschätzungen der Bilder... 58

6.1.3 Affektive Modulation der EPN... 60

6.1.4 Modulation der EPN durch den ELS... 61

6.1.5 Modulation der EPN durch die Psychopathologie... 64

6.2 Methodenkritik und Ausblick...65

7. Zusammenfassung... 69

8. Literatur... 70

9. Abbildungsverzeichnis... 84

Anhang ...87

ACTH adrenocorticotropin Hormone

ANOVA Analysis of Variance

APA American Psychiatric Association ASWA abnormal slow wave activity BDI Beck-Depressions-Inventar BPRS Brief Psychiatric Rating Scale CRF corticotropin-releasing factor DSM-IV Diagnostic and Statistical Manual

EEG Elektroenzephalogramm

EKG Elektrokardiogramm

EPN early posterior negativity EKP ereignis-korreliertes Potential ELS early-life stress

EMG Elektromyogramm

EOG Elektrookulogramm

ETI Early Trauma Inventory

fMRT funktionelle Magnetresonanztomographie GAF Global Assessment of Functioning Scale

HHN-Achse Hypothalamus-Hypophysen-Nebennierenrinden-Achse IAPS International Affective Picture System

ICD-10 International Classification of Diseases

IFTL Inventar zur Erfassung früher traumatischer Lebensereignisse

ISI Inter-Stimulus-Intervall

LSD Fishers least significant difference LPA linker präaurikulärer Coil

LPP late positive potential MDD Major Depressive Disorder

MEG Magnetenzephalographie

M.I.N.I. Mini-International Neuropsychiatric Interview

MNT Minimum-Norm Transformation

PET Positron-Emissions-Tomographie PTBS Posttraumatische Belastungsstörung

RSVP Rapid Serial Visual Presentation

SAM Self-Assessment Manikin

SOSS The Science of Social Stress

TAQ Traumatic Antecedent Questionnaire

VTA Ventrales Tegmentum

1. Einleitung

Die Stressreaktion nach dem Konzept von Selye (1950) erlaubt es dem Menschen, sich den Umweltanforderungen möglichst effektiv anzupassen.Zwar scheint dieses Konzept einerseits intuitiv verständlich, andererseits ist es jedoch nur schwer umfassend zu definieren. So würde dem einen auf die Frage „Was ist Stress?“ spontan sein übervoller Terminkalender einfallen, ein anderer würde sich an einen Streit mit einem Freund erinnern, und wieder ein anderer würde von dem anhaltenden Gefühl der Trauer berichten als ein geliebter Angehöriger verstarb. Zunächst handelt es sich dabei nur um verbal erläuterte Erfahrungen, die auf Nachfrage aber auch durch physiologische Veränderungen, wie beispielsweise erhöhte Herz- und Atemfrequenz oder Transpiration beschrieben werden können.

Stress kann auch die Wahrnehmung und Ausprägung von Emotionen verändern.

Einerseits kann eine akute stressvolle Situation, beispielsweise am Arbeitsplatz, sowohl Freude als auch Trauer weniger emotional gefärbt erscheinen lassen – einfach aufgrund der kognitiven oder physischen Beschäftigung und Ablenkung. Andererseits kann dieser Stress unsere Emotionen aber auch verstärken. Beispielsweise ist die Vorbereitung auf eine bevorstehende wichtige Prüfung eine sehr stressvolle Situation, die bestimmte emotionale Äußerungen, wie Wut, steigern kann. Dies sind alles Beispiele für Stressoren, die jedem Menschen irgendwann in seinem Leben in der einen oder anderen Situation begegnen und die gewöhnlich nur von kurzer, wenn auch intensiver Dauer sind. Die Prävalenz von Menschen, die Stress erfahren oder erlebt haben, der noch einmal massivere Auswirkungen hat, ist aber ebenfalls sehr groß (Nemeroff, 2004). Als Beispiele seien an dieser Stelle sexueller oder körperlicher Missbrauch genannt. Dies kann nicht nur die momentane Lebenssituation beeinflussen, sondern auch weiter reichende Folgen auf unsere Gesundheit, aber auch unsere Persönlichkeit haben. Diese Beschreibungen sollen die Besonderheit des Zusammenhangs zwischen stressreichen Erfahrungen, den Emotionen und der Psychopathologie hervorheben.

Betrachtet man Emotionen und Gesundheit im Sinne einer Ressource, wird verständlich, dass der Einfluss von Stress die Emotionen verzerren und langfristig krank machende Effekte haben kann. Innerhalb eines solchen Gleichnisses sind sowohl der Stress als auch die Emotionen und unsere Gesundheit begrenzt und können durch ein Zuviel des jeweils anderen in ihrem Ausdruck verändert werden.

Innerhalb der Forschung ist der Zusammenhang von Stress, Psychopathologie und Emotionen beim Menschen bislang wenig untersucht worden. Zwar wurden bereits zahlreiche Studien zu dem Thema Auswirkungen von Stress im Kindesalter auf die Psychopathologie durchgeführt, aber nur wenige, die sich mit dem Zusammenhang von Stress und emotionaler Bildverarbeitung im visuellen Kortex bei psychiatrischen Patienten beschäftigen. Die Ergebnisse vorliegender Studien wiesen auf einen modulierenden Effekt des Stresses und der Psychopathologie auf die Verarbeitung emotionaler Bilder hin (z. B. Rockstroh, Junghöfer, Elbert, Buodo & Miller, 2006). Die Ergebnisse bezüglich der Modulation waren jedoch nicht immer konsistent und die Funktionsweise des Zusammenhangs zwischen Stress, Psychopathologie und Emotionen konnte durch diese Studien nicht eindeutig geklärt werden. Das Ziel dieser Arbeit ist daher, einen weiteren Beitrag zum Verständnis des Zusammenhangs von präpubertärem Stress, der Psychopathologie und der neuronalen Verarbeitung von affektiven¹ Bildern zu leisten. Ob und inwieweit präpubertärer Stress die Verarbeitung emotionaler Bilder beeinflusst, war von besonderem Interesse. Untersucht wurde zum einen, inwieweit sich eine unterschiedlich ausgeprägte Stressbelastung in der Kindheit auf die emotionale Bildverarbeitung auswirkt. Zum anderen ging es um den Einfluss von unterschiedlichen psychiatrischen Störungen auf die affektive Bildverarbeitung. Zur Betrachtung des Zusammenhangs zwischen Stress, der Psychopathologie und Emotionen wurden neben der Aufzeichnung der magnetischen Gehirnaktivität auch Verhaltensdaten erhoben.

Das Thema der Arbeit „Einfluss von Stress im Kindesalter und psychiatrischen Störungen auf die Verarbeitung affektiver Bilder – eine MEG-Studie“ wird hier in fünf Kapiteln untersucht.

Der theoretische Teil dient als Heranführung an die involvierten Themen.

Zunächst werden für die einzelnen Komponenten – Stress, Psychopathologie und Emotionen – Modelle und Studien sowie die neuronalen Korrelate beschrieben und der aktuelle Forschungsstand der relevanten Bereiche wiedergegeben. Daran schließt sich eine Darstellung des Zusammenhangs zwischen Psychopathologie und Stress auf der einen sowie Emotionen und Psychopathologie auf der anderen Seite an. Dazu werden verschiedene Studien dargestellt.

1 Die Adjektive affektiv und emotional werden in Anlehnung an die Verwendung im anglo- amerikanischen Sprachraum im Folgenden synonym verwendet.

In dem nächsten Kapitel wird die Fragestellung aufgeführt, die sich aus dem Theorieteil ergeben hat und in verschiedenen Hypothesen formuliert.

Im Methodenteil wird die Vorgehensweise der Untersuchung erläutert. Neben der Beschreibung der Stichprobenzusammensetzung und des Reizmaterials werden die Erfassung des präpubertären Stresses, die Versuchsdurchführung und die Erhebungsmethode sowie der Auswertungsmodus der Daten dargestellt. Dies ermöglicht eventuelle Replikationen der Studie.

Der Resultateteil gibt alle Ergebnisse wieder, die für die Fragestellung relevant sind sowie gefundene signifikante Effekte.

Die Interpretationen dieser Ergebnisse werden im abschließenden Diskussionsteil dargelegt. Die Resultate werden bezüglich Übereinstimmung und Diskrepanz mit bisherigen Forschungsbefunden diskutiert und interpretiert.

2. Theoretische Grundlagen

Das Hauptinteresse dieser Arbeit liegt zum einen auf dem Zusammenhang von Stress im Kindesalter und der Verarbeitung affektiver Bildreize. Zum anderen soll der Zusammenhang von psychiatrischen Störungen und der emotionalen Bildverarbeitung untersucht werden. Um die Ideen und die Struktur deutlich zu machen, die dem Experiment zugrunde liegen, werden zunächst die theoretischen Hintergründe der einzelnen Komponenten genauer erläutert. Dazu werden relevante Aspekte der Stress-, Psychopathologie- und Emotionsforschung sowie bereits bestehendes Wissen bezüglich des Zusammenhangs zwischen diesen Komponenten herangezogen.

2.1 Stress

Jeder von uns glaubt zu wissen, was Stress ist und jeder von uns hat eine Ahnung, wie sich Stress anfühlt. Wenn man Stress jedoch beschreiben oder definieren soll, fängt die Schwierigkeit an und es zeigt sich, dass es eine Vielzahl unvollständig beantworteter oder offener Fragen gibt: Was wird alles als Stress erlebt und wodurch wird er charakterisiert? Wie kommen Intensitätsunterschiede der verschiedenen Stressqualitäten zustande? Wie entsteht Stress in einer konkreten Situation? Was sind die physiologischen Grundlagen von Stress? Kann man anhand der Messung physiologischer Komponenten Stress unterscheiden? Welche Funktion(en) hat Stress?

Was sind die Auswirkungen von Stress? Inwieweit interagiert Stress mit anderen psychologischen Phänomenen wie zum Beispiel den Emotionen und der Psychopathologie? Diese Fragen sind nicht leicht zu beantworten und weisen schon auf die Komplexität hin, mit denen die Stressforschung konfrontiert ist.

Wird der Organismus einer Bedrohung oder Verletzung ausgesetzt, reagiert er mit einer Reihe von physiologischen und psychischen Veränderungen, die unter dem Begriff Stress zusammengefasst werden (Selye, 1950). Stressoren – Auslöser von Stress – können sowohl psychischer, beispielsweise Bestürzung, wenn man seinen Arbeitsplatz verliert, als auch physischer, beispielsweise langfristige Unterkühlung, Natur sein. Alle Stressoren können zum gleichen prinzipiellen Muster von physiologischen Reaktionen führen. Die Stressreaktion auf lang andauernden, unverminderten körperlichen Stress wurde erstmals von Selye (1950) beschrieben. In

seinem Modell des allgemeinen Adaptationssyndroms bezeichnete er die erste Phase als Alarmreaktion des Organismus. In der zweiten Phase kann es durch die Anpassung des Organismus durch verfügbare Bewältigungsmechanismen zu einem Widerstand gegenüber dem Stress kommen. Wenn der Stressor weiter bestehen bleibt oder der Organismus nicht in der Lage ist, wirksam zu reagieren, folgt eine dritte Phase – die Erschöpfung. Der Organismus kann irreparable Schäden erleiden oder sterben.

Ein Stressor kann also nach dieser Annahme die Ursache bzw. ein bedeutsamer Modulator von Veränderungen bei einem Organismus sein. In den letzten Jahren ist daher das Interesse an den langfristigen Auswirkungen von Stress immer mehr gewachsen. Vor allem das Bewusstsein über die Bedeutsamkeit von Traumata hinsichtlich der Beeinflussung des Lebens von Menschen ist gestiegen (Lange et al., 1999; Muenzenmaier, Meyer, Struening & Ferber, 1993; Read, 1998). Es gab inzwischen zahlreiche Belege hinsichtlich hoher Raten von Traumata bei Individuen mit psychiatrischen Störungen wie Schizophrenie, Substanzmissbrauch, Persönlichkeitsstörungen oder Depression (Saleptsi et al., 2004). Goodman, Rosenberg, Mueser und Drake (1997) berichteten in ihrem Review-Artikel von einer geschätzten Lebenszeit-Prävalenz der interpersonalen Gewalt von 51 bis 97 Prozent.

Stressvolle Erfahrungen wie sexueller, körperlicher oder emotionaler Missbrauch, Verlust der Eltern, instabile Familiensysteme und andere belastende Erlebnisse in der Kindheit sind in unserer Gesellschaft weit verbreitet (Heim, Meinlschmidt & Nemeroff, 2003). Diese Erfahrungen verursachen nicht nur vorübergehende Qualen und Verunsicherung, sondern können auch langfristig zerstörende Auswirkungen auf die Gesundheit und die Persönlichkeit des Opfers haben.

Heim und Kollegen (2003) klassifizierten jede der genannten Erfahrungen, die in einer definierten Entwicklungsperiode, wie beispielsweise vor dem Beginn der sexuellen Reife, beim Menschen auftreten, als early-life stress (ELS). Auch wenn aufgrund der Dunkelziffer die Häufigkeit des ELS nur schwierig abzuschätzen ist, so weiß man aus Schätzungen der Bundesrepublik Deutschland, dass etwa 15.000 bis 300.000 Kinder jährlich allein sexuell misshandelt werden (Kohl & Petzoldt, 1996). Beim Menschen tritt der ELS typischerweise in chronischer Form auf, und oftmals bestehen verschiedene Formen des ELS nebeneinander. Heim, Plotsky und Nemeroff (2004) erläuterten in ihrem Übersichtsartikel, dass es durchaus vorstellbar ist, dass dieser Stress oder diese emotionalen Traumata während der Entwicklung Gehirnregionen, die Stress und Emotionen mediieren, permanent verändern kann und so zu einer veränderten

emotionalen Verarbeitung und erhöhten Responsivität gegenüber Stress führt. Bei Menschen mit einer genetischen Vulnerabilität kann sich daraufhin eine psychiatrische Störung entwickeln. Dieses Modell wird unter Punkt 2.2 noch einmal aufgegriffen und ausführlicher sowie anhand von Beispielen dargelegt.

Saleptsi und Kollegen (2004) führten eine Studie durch, in welcher die Erfahrungen von sozialem Stress bei psychiatrischen Patienten relativ zu einer gesunden Vergleichsgruppe über die Entwicklung hinweg erfasst wurden. Sie erhoben mit Hilfe des Traumatic Antecedent Questionnaire (TAQ; Herman & van der Kolk, 1997) die positiven (z. B. Sicherheit) und negativen Lebensereignisse (z. B. Vernachlässigung) bei 192 Erwachsenen Patienten mit den Diagnosen Schizophrenie, affektive Störungen, Alkoholmissbrauch bzw. Alkoholabhängigkeit und Persönlichkeitsstörungen sowie bei 63 Vergleichspersonen ohne mentale Störungen. Die Resultate zeigten eine signifikant höhere Rate von negativen Lebensereignissen bei Patienten als bei den gesunden Probanden. Die Patienten mit Alkoholmissbrauch bzw. -abhängigkeit und Persönlichkeitsstörungen berichteten von mehr negativen Ereignissen als die Patienten mit schizophrenen und affektiven Störungen. Darüber hinaus fanden sie heraus, dass die Kategorie emotionaler Missbrauch und Vernachlässigung bei den Patienten am häufigsten berichtet wurde – vor allem bei Patienten mit Persönlichkeits- oder mit Alkohol verbundenen Störungen. Außerdem waren die negativen Erfahrungen in der späten Kindheit und Adoleszenz häufiger als in der frühen Kindheit. Diese Studie zeigte auf, dass die Erfahrung von sozialem Stress mit Hilfe retrospektiver Berichte erfasst werden kann. Sie belegte auch, dass die Erfahrung von sozialem Stress bei Individuen, die an einer schwerwiegenden psychiatrischen Störung leiden, häufiger ist.

Tierstudien zeigten, dass entweder eine einzelne, akute Aussetzung gegenüber starken, stressvollen Erfahrungen oder aber wiederholte Aussetzungen gegenüber variierenden, milden Stressoren das nachfolgende Lernen von aktiver Vermeidung (learned helplessness) beeinträchtigen (Overmier & Seligman, 1967, Weiss et al., 1981;

Anisman & Zacharko 1990, Murua, Gomesz, Andrea & Molina, 1991), Fluchtversuche hemmen (Garcia-Marquez & Armario, 1987; Cancela, Rossi & Molina, 1991; Zacharko

& Anisman, 1991), den Konsum von wohlschmeckendem Futter oder wohlschmeckenden Flüssigkeiten reduzieren (Griffiths, Shanks & Anisman, 1992; Katz, 1982; Willner, Towell, Sampson, Sophokleous & Muscat, 1987) sowie die Reaktion für intrakranielle Selbststimulation unterbrechen (Zacharko, Bowers, Kokkinidis &

Anisman, 1983; Moreau, Jenk, Martin, Mortas & Haefley, 1992) kann. Diese Resultate

zeigten, dass in Tiermodellen stressvolle Erfahrungen Hilflosigkeit und eine reduzierte Reaktion auf Belohnung auslösen können.

Im Gegensatz zu diesen Befunden führten Bowers, Attias und Amit (1999) ein Experiment mit Ratten durch, in welchem sie zeigten, dass Stress (aufgrund eines elektrischen Schlags an den Pfoten der Tiere) zu einer veränderten Verhaltensreaktion auf aversive Stimuli führt, ohne die Verhaltensreaktion auf appetitive Verstärker zu zerstören. Dies könnte ein Hinweis darauf sein, dass die Reaktion auf unangenehme Stimuli sensitiver für die Effekte von Stressoren ist als die Reaktion auf appetitive Stimuli. Bevor unter Punkt 2.2 der aktuelle Forschungsstand zum Zusammenhang von Stress und psychiatrischen Störungen dargestellt wird, sollen zum besseren Verständnis zunächst verschiedene Modelle über die Verarbeitung und Regulation von Stress erläutert werden.

2.1.1 Modelle über die Verarbeitung und Regulation von Stress

Es gibt eine Reihe von unterschiedlichen Vorstellungen, welche neuronalen Strukturen bei der Verarbeitung und Regulation von Stress eine Rolle spielen. Obwohl eine genetische Basis für schwerwiegende psychische Störungen nicht bestritten werden kann, bestätigt ein genetischer Einfluss von maximal 50 Prozent, dass Störungen und ihre Psychopathologien nicht auf eine alleinige genetische Grundlage reduziert werden können (Cardno & Gottesman, 2000).

Ein anderes Konzept ist der allostatic load. Das griechische Wort allo bedeutet variabel. Im Kontrast zur Homöostase, welche sich auf die Fähigkeit eines Individuums bezieht einen stabilen internalen Zustand zu halten, meint allostatisch die Flexibilität sich Stressoren anzupassen (McEwen, 1998b). Diese Stressoren können von physikalischer Deprivation (Kälte, Lärm, Nahrungs- oder Schlafdeprivation) bis zu Furcht provozierenden Situationen, die eine Alarmreaktion auslösen, reichen. Die Reaktionen auf schwerwiegenden Stress, die das Überleben im Kontext von lebensbedrohenden Situationen begünstigen, sind kurzfristig durchaus adaptiv.

Langfristig können sie jedoch, wenn das Erholen von dem akuten Ereignis nicht von einer adäquaten Homöostase – die die akute Anpassungsreaktion auf den Stressor beendet – begleitet ist, zerstörende Auswirkungen auf psychologische und physiologische Funktionen haben. Diese Auswirkungen werden als „allostatic load“

bezeichnet.

McEwen (2002) beschrieb in seinem Modell des allostatic load (siehe Abbildung 2.1), dass sich die Allostase als Reaktion auf das Wegrennen vor einem Feind, dem Entfliehen akuter Gefahr oder die Bekämpfung einer Bedrohung entwickelt.

Es sorgt beim Menschen für ein erhöhtes Level von Stresshormonen, so dass man Herausforderungen begegnen kann. Wenn der allostatic load zu hoch wird, kann es nicht nur zu Schmerzen, Verlust von Appetit oder Überfressen kommen. Bei langfristig erhöhtem allostatic load könnten auch Organe – einschließlich des Gehirns – geschädigt werden (Bremner, 1999b).

Abbildung 2.1: Die Entwicklung des allostatic load [Aus: McEwen, 1998b].

Neuroendokrinologisch ist die Stressreaktion durch die Aktivierung der Hypothalamus-Hypophysen-Nebennierenrinden-Achse (HHN-Achse) charakterisiert (siehe Abbildung 2.2). McEwen (2002) erklärte, dass die Allostase tief im Gehirn beginnt, an der Stelle, wo der Hypothalamus über zwei Wege mit den endokrinen Drüsen in Verbindung steht. Der Hypothalamus kontrolliert verschiedene endokrine Drüsen und damit den Spiegel, der von ihnen ausgeschiedenen Hormone. Die Hormone des Hypothalamus beeinflussen auch die Hypophyse und die dort produzierten (Stress)- Hormone. Wenn die HHN-Achse gut funktioniert, hilft sie dem Menschen mit Stress umzugehen. Bei lang anhaltendem, ununterbrochenem Stress kommt es jedoch zur Überaktivität der HHN-Achse, was dann entweder über Immunsuppression zu einer starken Erkältung führen oder aber Depression, starke Adipositas, einen Verlust von Muskelmasse oder mentale Störungen auslösen kann. Wenn die Gefahr vorbei ist, sollte die Stressreaktion abnehmen. Bei einigen Menschen bleibt sie nach früher oder chronischer Stressbelastung jedoch oftmals erhalten und beeinflusst dadurch die Gesundheit und das Verhalten.

Abbildung 2.2: Die zwei Systeme der Stressreaktion: links kurzfristige, rechts längerfristige Wirkungen von Stress [Aus: Pinel, 2001].

Der Einfluss von Stressoren ist bei verschiedenen psychiatrischen Störungen, wie beispielsweise Major Depression (Pryce, Rüedi-Bettschen, Dettling & Feldon, 2005), Schizophrenie (Meyer, Taiminnen, Vuori, Äijalä & Helenius, 1999; Maynard, Sikich, Lieberman & LaMantia, 2001) und Substanzmissbrauch (Mullen, Martin, Anderson, Romans & Herbison, 1996), untersucht worden. Gelegentlich ist dieser Einfluss in psychopathologische und pathogenetische Modelle integriert worden. Im Allgemeinen ist die unangemessene Reaktion des Stresssystems mit einer großen Vielfalt von Beeinträchtigungen in psychiatrischen Bedingungen, ihrer Entwicklung und Schwere – wie beispielsweise unvollständige Remission oder Rezidive bei der Schizophrenie (Doering et al., 1998) – verbunden worden. Die unangemessene Stressreaktion hängt darüber hinaus von der genetischen Vulnerabilität des Individuums, dem spezifischen Typ der Aussetzung gegenüber unangenehmen Umweltfaktoren sowie ihrem zeitlichen Anhalten ab. Nach Thompson, Pogue-Geile und

S

Sttrreessssoorr

Gehirn

sympathisches Nervensystem

Nebennierenmark

Hypophysen- vorderlappen

Nebennierenrinde

Noradrenalin und Adrenalin

Glucocorticoide

Grace (2004) ist die Vulnerabilität eine Funktion der genetischen und der neuronalen Entwicklungspathologie von Gehirnsystemen, die auch mit Stresssystemen verbunden ist. Zum Beispiel könnte der normale, mit der Adoleszenz verbundene Anstieg in der HHN-Achsen-Responsivität zusammen mit dem gleichzeitigen Anstieg in der Stressbelastung in einer positiven Rückmeldeschleife resultieren, die den Ausbruch oder die Verschlechterung einer psychischen Störung auslöst. Die Stress bezogene Erhöhung der Sekretion von corticotropin-releasing factor (CRF) Hormonen könnte während sensibler Perioden der Gehirnplastizität in der Kindheit und Adoleszenz (Paus, 2005;

Steinberg, 2005; Thompson et al., 2004) hippocampalen Volumenverlust (Heim et al., 2004; McEwen, 2003), Sensibilisierung und veränderte Rückmeldeeigenschaften der HHN-Achse hervorrufen, die wiederum die Hyperresponsivität auf darauf folgenden sozialen Stress fördern.

Bremner (2002) ging in seinem Modell über die Auswirkungen von Stress von der Atrophie des Hippocampus aus. Der Hippocampus und die Amygdala (siehe Abbildung 2.3) gehören zu den zwei Hauptzielen von Stresshormonen im Gehirn. In diesen Strukturen können die Neurone ihre Form, ihre Verbindungen sowie die Anzahl der Zellen stark verändern. Da die Amygdala eine Struktur ist, die an dem emotionalen Ausdruck beteiligt ist, kann das Individuum durch eine Veränderung in dieser Struktur verletzlicher gegenüber lebensbedrohenden Begegnungen werden. Wenn das Stressniveau sehr hoch ist, können der Hippocampus und seine lebensnotwendige Funktion des Gedächtnisses – speziell die Gedächtnisinhalte bezüglich des Kontextes – geschädigt werden. Dabei ist es besonders in gefährlichen Situationen wichtig, sich an einen bestimmten Kontext zu erinnern. Die Schädigung des Hippocampus hat jedoch zur Folge, dass er in seiner normalen Funktion immer mehr eingeschränkt wird, während er in demselben Augenblick das Furchtnetzwerk der Amygdala stärkt.

Es konnte gezeigt werden, dass traumatischer und chronischer Stress zu großen Gehirnschädigungen und lang anhaltenden Dysregulationen führen kann, so dass Symptome, die mit psychologischen Traumata verbunden sind, als neurologische Störungen (zum Beispiel Depression oder Schizophrenie) verstanden werden können (Bremner, 1999b).

Abbildung 2.3: Darstellung des Limbischen Systems mit Hippocampus (hellblau) und Amygdala (dunkelblau) [Aus: Pinel, 2001].

Aus der Stressforschung ist bekannt, dass Stress über Belohnungs- und Abwehrsysteme zu Veränderungen von motivationalen Zuständen führt. Das mesolimbische System, das dopaminerge Neurone im ventralen Tegmentum aufweist, die zum Nucleus Accumbens und den präfrontalen Kortex projizieren, ist nicht nur in kognitive Funktionen sondern auch in die Verarbeitung von Motivation, Belohnung und Verstärkung involviert (vgl. Abbildung 2.4; Charmandari, Kino & Souvatzoglou, 2003).

Abbildung 2.4: Das mesotelencephale Dopaminsystem, das sich aus dem nigrostriatalen System (dunkelblau) und dem mesolimbischen System (hellblau) zusammensetzt [Aus:

Klivington, 1992].

Obwohl paralimbische und präfrontale Gebiete sowie das Dopaminsystem auf ähnliche Weise der affektiven und Belohnungsverarbeitung zugeteilt sind, stehen, abhängig von experimentellen Details, spezifische Systeme im Vordergrund. Zum Beispiel aktivierte eine unmittelbare, finanzielle Belohnung Teile des limbischen Systems und des paralimbischen Kortex, die mit dem Dopaminsystem des Zwischenhirns verbunden sind (McClure, Laibson, Loewenstein & Cohen, 2004), während der orbitofrontale Kortex durch unvorhersehbare (Ramnani, Elliott, Athwal &

Passingham, 2004) oder verzögerte Belohnung (Dalley, Cardinal & Robbins, 2004) aktiviert worden war. Der präfrontale Kortex war hingegen in der Mediation der Belohnungs- und Stresseffekte involviert (Bremner, 2002; McEwen, 2004).

Obwohl Symptome wie negativer Affekt, Anhedonie, Hilflosigkeit oder reduzierte Sensitivität auf soziale Verstärker häufig so gebraucht werden, als wenn sie für eine bestimmte psychiatrische Störung wie Major Depressive Disorder (MDD) oder Schizophrenie spezifisch seien, können sie doch auch Marker eines veränderten Belohnungssystems bei Menschen mit MDD oder Schizophrenie sein. Denn da sich sowohl das Belohnungs- als auch das Abwehrsystem mit dem Stresssystem überlappen (Lang, McTeague & Cuthbert, 2005), lässt die Assoziation zwischen berichtetem Kummer und einer verminderten Aktivität des Abwehrsystems bei ängstlichen und depressiven Patienten eine verbindende Psychopathologie gegenüber plastischen Veränderungen des Belohnungs-/ Abwehrsystems nach Stressbelastung annehmen.

Ziel dieses theoretischen Abschnitts war eine Übersicht des bisherigen Forschungsstands von Gehirnstrukturen und daraus abgeleiteten Modellen, die als kritische Faktoren bei der Vulnerabilität von Stress mediierenden Systemen in ihrem Beitrag zu psychopathologischen Störungen diskutiert werden. Im Folgenden soll nun der aktuelle Forschungsstand zum Zusammenhang von Stress und psychiatrischen Störungen vorgestellt werden.

2.2 Psychopathologie und Stress

Die Symptomatologie von psychiatrischen Störungen ist bemerkenswert heterogen. In dem Versuch, die Vorläufer der Psychopathologie zu verstehen, gingen Theoretiker in der Vergangenheit einerseits von dem Glauben aus, dass Menschen, die psychiatrische Störungen entwickeln, sich bereits prämorbid von solchen unterscheiden, die keine Störung entwickeln (Adler & Hillhouse, 1996). Andererseits glaubten sie, dass

Stress eine wichtige Rolle in der Entwicklung von psychiatrischen Störungen spielt (Kendler, Karkowski & Prescott, 1999). Letzterer Zusammenhang soll in diesem theoretischen Abschnitt anhand dreier psychischer Störungen aufgezeigt werden.

Obwohl bislang wenig über die Beziehung zwischen Umweltfaktoren und der Entwicklung von psychiatrischen Krankheiten bekannt ist, wird doch allgemein angenommen, dass nicht alle Menschen, die stressreichen Umweltbedingungen ausgesetzt sind, erkranken. Letzteres wurde auch aus Prävalenzzahlen deutlich (Wurr &

Partridge, 1996). Es scheint so, dass eine hohe interindividuelle Variabilität bezüglich der endogenen Vulnerabilität gegenüber durch Stress induzierte Krankheiten existiert.

Diese endogene Vulnerabilität oder Prädisposition für Krankheiten lieferte die Grundlage für ein Diathese-Stress-Modell (Coyne & Whiffen, 1995). Während der 60er Jahre des 20. Jahrhunderts ist als eine Theorie der Schizophrenie ein Diathese-Stress- Modell entwickelt worden, das vorschlug, ein genetisches Defizit erzeuge eine prädisponierende Vulnerabilität in der Form einer Übersensitivität gegenüber Stress.

Read, Perry, Moskowitz und Connolly (2001) griffen das Diathese-Stress-Modell erneut auf, um stressvolle Lebensereignisse als potentiellen Beitrag zu dieser Diathese zu beschreiben.

Es gab zahlreiche Studien, die aufzeigten, dass frühkindlicher Stress und traumatische Erfahrungen Individuen für psychische Störungen prädisponieren (Goodman et al., 2001; Janssen et al., 2004; Saleptsi et al., 2004; Scheller-Gilkey, Thomas, Woolwine & Miller, 2002). Ein Einfluss von stressreichen Lebenserfahrungen konnte vor allem bei Angst- und affektiven Störungen, bei Schizophrenie, aber auch bei Substanzmissbrauch und Persönlichkeitsstörungen nachgewiesen werden (Young, Abelson, Curtis & Nesse, 1997; Zlotnick, Ryan, Miller & Keitner, 1995). Die folgenden drei Unterabschnitte beschreiben und erläutern einen möglichen Zusammenhang von Stressbelastung und psychiatrischen Störungen bei Major Depression, Schizophrenie und Substanzmissbrauch. Es werden Möglichkeiten des Einflusses von Stress auf die Psychopathologie vorgestellt und ein Überblick über die wichtigsten Befunde diesbezüglich gegeben, wie sie dem aktuellen Forschungsstand entsprechen.

2.2.1 Major Depression

Beginnend mit den einflussreichen Studien von George Brown in den 60er Jahren des 20. Jahrhunderts konzentrierte sich die Forschung zunächst auf die vorhersagende Kraft von stressreichen Lebensereignissen für depressive Episoden und Rückfälle. Daraufhin folgten Studien mit Tieren und Menschen (Heim et al., 2004; van

Praag, de Kloet & van Os, 2004; Pryce et al. 2005), die für einen Fortschritt in der Spezifizierung des Ausdrucks und der Auswirkungen von harmlosem Stress und ihrer Beziehung gegenüber sensiblen Entwicklungsperioden und neurobiologischen Mediatoren von Stresseffekten in MDD sorgten. Pryce und Kollegen (2005) stellten fest, dass frühe und schwere Stressoren, wie eine abnorme postnatale Mutter-Kind- Beziehung, als Faktoren gelten, die zu der Pathophysiologie von Depression und einem erhöhten Risiko von MDD im Erwachsenenalter beitragen. Heim und Kollegen (2004) zeigten dieselben Auswirkungen bezüglich körperlichen, emotionalen und sexuellen Misshandlungen auf. Ein weiteres Beispiel ist die signifikant höhere Rate von ELS, die bei Menschen mit einer Major Depression (McCauley et al., 1997) gefunden wurde.

Umgekehrt wurde auch ein signifikant erhöhtes Risiko für MDD bei Individuen gefunden, die ELS erlitten haben (Mullen et al., 1996). McCauley und Kollegen (1997) zeigten in ihrer Studie, dass von 1931 Frauen, diejenigen, die in ihrer Kindheit sexuell oder körperlich missbraucht worden waren, mehr Symptome einer Depression oder von Angst und häufiger Suizidversuche aufwiesen als Frauen ohne eine derartige Vergangenheit. Mullen und Kollegen (1996) konnten belegen, dass Frauen, die in ihrer Kindheit missbraucht worden waren, viermal so häufig das Syndrom einer Major Depression entwickelten als Frauen, die nicht missbraucht worden waren. Außerdem korrelierte das Ausmaß des Missbrauchs mit der Schwere der Depression.

Es konnte gezeigt werden, dass vor allem sozialer Stress bei der Entwicklung und Aufrechterhaltung psychiatrischer Störungen verschiedener Diagnosen eine bedeutsame Rolle spielt. Epidemiologische Studien zeigten, dass Stress oder emotionale Traumata mit einem erhöhten Risiko für die Entwicklung von Depressionen assoziiert sind, besonders, wenn sie früh im Leben erfahren wurden (Agid, Kohn & Lerer, 2000).

Episoden von Depression in der Adoleszenz verschlechterten sich häufig mit anhaltendem Stress (Kendler, Neale, Kessler, Heath & Eaves, 1992), woraus sich annehmen lässt, dass ELS für weiteren Stress sensibilisiert, der dann in Interaktion mit anderen Risikofaktoren das Individuum für die Entwicklung von Depression prädisponiert. Heim und Nemeroff (2001) betonten in ihrem Review-Artikel, dass ELS aber nicht nur die Ursache für Depression ist, sondern auch für zahlreiche andere Psycho- und Physiopathologien.

Ausgehend davon, dass von Stress beeinflusste limbische und kortikale Bereiche, Strukturen beinhalten, die mit emotionaler und motivationaler Verarbeitung verbunden sind – wie beispielsweise Belohnungssensitivität – ließen Tierstudien eine

reduzierte Motivation annehmen, um eine Belohnung zu erhalten (Cabib & Puglisi- Allegra, 1996; Pryce et al., 2005). Dies sei die Verhaltenskonsequenz auf den ELS.

Schmidt und Kollegen (2001) fanden auch eine reduzierte Dopamin-Rezeptor- Sensitivität bei Patienten mit MDD und Alkoholabhängigkeit. Diese schien für den Mangel an emotionaler Reaktion auf belohnende Stimuli charakteristisch zu sein.

Das Konzept von Faktoren der „psychologischen Vulnerabilität“ bei Menschen mit Depressionen, wie beispielsweise geringes Selbstwertgefühl, Hilflosigkeit und Hoffnungslosigkeit oder subklinischen Depressionen als Konsequenz von frühen stressreichen Erfahrungen und einem Risikofaktor für stressvolle Lebensereignisse (Brown, 1994), lässt einen dynamischen Teufelskreis annehmen, bei dem die Persönlichkeiten, die vom Stress geprägt sind, ihre Umwelten durch ihre Wahrnehmung, ihre Verzerrungen von Reaktionen und ihre schlecht angepassten Stressreaktionen beeinflussen und auf sie reagieren.

2.2.2 Schizophrenie

Früher Stress induziert oder erhöht auch die Vulnerabilität bei der komplexen, mentalen psychiatrischen Störung Schizophrenie (Meyer et al, 1999; Maynard et al., 2001). Umgekehrt verstärken die Symptome der Schizophrenie (Halluzinationen, Wahnvorstellungen, formale Denkstörung) aber auch die Wahrscheinlichkeit der Aussetzung gegenüber Stress (Mueser, Rosenberg, Goodman & Trumbetta, 2002; Read

& Ross, 2003) und die Symptome und Konsequenzen (Arbeitslosigkeit, Hospitalisierung) der Krankheit selbst werden ebenso als Stressor erlebt (Shaw, McFarlane, Bookless & Air, 2002). Verschiedene Stressoren konnten mit dem Auftreten und dem Verlauf (Rückfall oder Verschlechterung) der Schizophrenie zu verschiedenen Zeitpunkten während der Entwicklung verbunden werden (Doering et al., 1998).

Pränataler Stress der Mutter, prä- und perinatale Komplikationen, früher Beginn des Drogengebrauchs bzw. -missbrauchs sowie traumatische Erfahrungen in der Kindheit wurden bereits als beeinflussende Faktoren bezüglich der Vulnerabilität diskutiert.

Unabhängige, unerwünschte Lebenserfahrungen (Arbeitsbelastung, interpersonaler Stress) sollen Rückfälle und Verschlimmerungen vorhersagen (Lewine, 2005).

Seit vielen Jahrzehnten ist Forschung bezüglich der Pathogenese dieser Störung durchgeführt und viele verschiedene genetische und umweltbezogene Risikofaktoren sind seither untersucht worden. Bisher konnte jedoch kein einzelner Mechanismus identifiziert werden (Maynard et al., 2001). Vielmehr scheint jeder Faktor zu einer erhöhten Vulnerabilität gegenüber Schizophrenie beizutragen und eine Kombination

von diesen Risikofaktoren ist für das Auftreten der Krankheitssymptome wahrscheinlich. Verglichen mit Depressionen wurde ein breiteres Spektrum von sozialen Stressoren diskutiert, die die Schizophrenie beeinflussen. Neria, Bromet, Sievers, Lavelle und Fochman (2002) zeigten, dass Traumata und eine komorbide Posttraumatische Belastungsstörung (PTBS) bei dem ersten Ausbruch der Störung und bei neu erkrankten Patienten häufig sind. Früher Familienstress war mit einem schlechteren Verlauf der Krankheit – einschließlich komorbidem Substanzmissbrauch und Depressionen – verbunden (Lysaker, Meyer, Evans, Clements & Marks, 2001;

Scheller-Gilkey et al., 2002; Agid et al., 2000). Dohrenwend und Kollegen (1992) vertraten hingegen die Annahme, dass soziale Faktoren bei Depressionen und Persönlichkeitsstörungen eine stärkere Rolle spielen als bei der Schizophrenie. Es wurde angenommen, dass kognitive Beeinträchtigung die Stresssensitivität moduliert, wodurch zwischen verschiedenen Subtypen von Schizophrenie unterschieden werden kann (positive Symptome sind mit Hyperresponsivität dem Stress gegenüber, aber mit adäquaten neuropsychologischen Funktionen assoziiert; negative Symptome sind mit schlechten neuropsychologischen Funktionen, aber normalen Stressreaktionen assoziiert; Myin-Germys, Krabbendam, Jolles, Delespaul & Os, 2002). Daraus schloss Lewine (2005), dass der wahrgenommene Stress und die Intensität, mit welcher das Individuum auf Stressoren reagiert, den Verlauf der schizophrenen Pathologie stärker vorhersagen als das objektive Ausmaß und der Typ des erlebten Stresses.

Tier- (Lipska, Khaing, Weickert & Weinberger, 2001) und Humanstudien (Kawasaki et al., 2004) zeigten strukturelle und funktionale Abnormitäten in limbischen und präfrontalen Strukturen, die dem Beginn einer Psychose vorausgehen und mit der schizophrenen Pathologie variieren (Goldman & Mitchell, 2004; Northoff et al., 2004).

Diese Systeme sind mit der affektiven Regulation und der Verarbeitung von Belohnung assoziiert worden, die mit den negativen Symptomen der Schizophrenie (Anhedonie) und einem Mangel an Reaktionsbereitschaft auf soziale Verstärker verbunden sind (Cabib & Puglisi-Allegra, 1996; Silverstein & Wilkniss, 2004). Bildgebende neuronale Studien zeigten eine reduzierte limbische und paralimbische Aktivierung bei Gesichtsausdrücken oder anderen emotional salienten, visuellen Stimuli (Taylor, Phan, Britton & Liberzon, 2005; Schneider et al., 1998; Gur et al., 2002). Diese Ergebnisse stimmen mit Studien kortikaler Korrelate bei der affektiven Verarbeitung überein. So fanden Streit, Wölwer, Brinkmeyer und Gaebel (2001) geringere ereignis-korrelierte Potentiale (EKP) auf emotionale Gesichtsausdrücke. Zahlreiche weitere Studien, die die

Reaktion auf affektive visuelle Stimuli bei schizophrenen Patienten untersuchten, unterstützen die Hypothese der abnormen affektiven Verarbeitung und Modulation.

Wolf und Kollegen (2004) präsentierten Stimuli des International Affective Picture System (IAPS; Lang, Bradley & Cuthbert, 1999), um Gesichtsausdrücke bei schizophrenen Patienten zu induzieren. Sie fanden mit Hilfe des Elektromyogramms (EMG) geringere freudige/ lächelnde Ausdrücke in unbehandelten und mit Olanzapin behandelten Patienten. Emotionale Prozesse als Reaktion auf Stress wurden als mediierende Vulnerabilitätsfaktoren bei der Schizophrenie beschrieben, die das Risiko für stressvolle Erfahrungen bei Individuen, die bereits an der Störung erkrankt sind, erhöhen (Rosenberg, Mueser, Jankowski & Hamblen, 2002).

Obwohl ähnliche Effekte und Konsequenzen von Stress für Schizophrenie und MDD beschrieben werden konnten, unterschieden sich die diagnostischen Kategorien in dem Einfluss des ELS. Dieser Einfluss zeigte sich weniger konsistent für die Schizophrenie als für MDD (Dohrenwend et al., 1992; Myin-Germys et al., 2002).

2.2.3 Substanzmissbrauch

Stress scheint auch mit dem Missbrauch von Substanzen eng verbunden zu sein (Mullen et al., 1996). In Tierstudien und Studien mit Menschen zeigte sich, dass akuter (experimenteller) sozialer Stress Substanz-suchendes Verhalten sowie den akuten und langfristigen Substanzmissbrauch erhöht. Epidemiologische Beobachtungen von erhöhtem Substanzgebrauch und einem erhöhten Risiko für einen Rückfall unter Stress zeigten auch ein akutes Rückzugsverhalten auf (Steckler, Kalin & Reul, 2005). Dies macht eine wechselseitige Beziehung zwischen Substanzgebrauch, Rückfall und Rückzug deutlich. Die wechselseitige Beziehung zwischen Stress und Substanzmissbrauch konnte durch die Überlappung der neuronalen Schaltkreise erklärt werden, die mit der Stressverarbeitung und mit dem Belohnungswert der Drogen (siehe Abbildung 2.5) assoziiert sind (Sinha, 2005). Wenn die CRF-Hormone, adrenocorticotropin Hormone (ACTH) und Cortisol die dopaminerge neuronale Übertragung im mesolimbischen Belohnungssystem ansteigen lassen, dann koaktiviert der Stress gleichzeitig Stress- und Belohnungsschaltkreise (vgl. Abbildung 2.4).

Abbildung 2.5: Der Belohnungspfad – vom ventralen Tegmentum (VTA) über den Nucleus Accumbens zum präfrontalen Kortex.²

Anders ausgedrückt aktivieren Drogen (Alkohol, Kokain), die das mesolimbische Dopaminsystem stimulieren, die HHN-Achse. Dies kann zu einem Teufelskreis führen, in welchem der Stress den Gebrauch von Drogen fördert und der Substanzmissbrauch die mediierenden Stress- und Belohnungs-Gehirnsysteme verändert. Durch diese Veränderungen kann wiederum Substanz-suchendes Verhalten verstärkt werden. Koob und Le Moal (1997) nahmen an, dass Stress durch die neuronale Anpassung in diesen Belohnungsschaltkreisen die Sensitivität auf die verstärkenden Eigenschaften der Drogen erhöht. Die neuronale Anpassung könnte auch zu einer Destabilisierung in diesen Bereichen führen (Bruijnzeel, Repetto & Gold, 2004), was wiederum zu einer veränderten Wahrnehmung der Freude führt. Bruijnzeel und Kollegen (2004) gingen davon aus, dass die hohe Komorbidität von schweren mentalen Störungen wie PTBS, Depression, Schizophrenie und Substanzmissbrauch diese unangemessene Anpassung des Belohnungssystems verdeutlichen. Diese schlechte Anpassung ruft das Fehlen der Wahrnehmung und Erfahrung von Belohnung sowie den Substanzgebrauch, in dem Versuch, diesem Fehler durch Selbstmedikation entgegenzuwirken, hervor.

Der präfrontale Kortex scheint eine mediierende Rolle bei den Effekten von Belohnung und Stress zu spielen und wurde auch als letzter gemeinsamer Pfad für den Rückfall gegenüber Substanzen diskutiert (Ventura, Alcaro & Puglisi-Allegra, 2005).

2 Abbildung aus http://www.nida.nih.gov/pubs/teaching/Teaching2/Teaching3.html entnommen.

Dies lässt die Beurteilung des Substanzmissbrauchs als Kovariable in der Interaktion von Stress und Psychopathologie annehmen und sie scheint ein potentieller Marker von Stress bezogener Langzeitveränderung im Belohnungssystem zu sein.

Der dargestellte Stand der Forschung bezüglich verschiedener Modelle über den Zusammenhang von Stress und psychiatrischen Störungen bietet einen wichtigen Ausgangspunkt für die in dieser Arbeit getestete Hypothese, dass ELS einen Einfluss auf Gehirnsysteme – in dieser Studie die Aktivierung in posterioren visuellen Verarbeitungszentren – hat. Da in dieser Arbeit der Frage nachgegangen wird, ob sowohl Stress im Kindesalter als auch psychiatrische Störungen die neuronale Verarbeitung emotionaler Bildreize beeinflussen, wird im folgenden Abschnitt versucht, ein genaueres Bild über Emotionen und deren neuronale Verarbeitung zu vermitteln.

Hinsichtlich einer Überprüfung der Eignung neuronaler Korrelate zur Erfassung der durch den Stress und die Psychopathologie beeinflussten Modulation der emotionalen Bildverarbeitung sollen daher zunächst empirische Evidenzen für eine Beteiligung von verschiedenen Gehirnregionen an der Verarbeitung von Emotionen aufgeführt werden.

Anschließend wird genauer auf die Verarbeitung von Emotionen bei Gesunden und bei Patienten eingegangen.

2.3 Emotionen und Psychopathologie

Emotionale Reaktionen sind individuell, entstehen als Reaktion auf ein auslösendes Ereignis und hängen von der Lebensgeschichte des Einzelnen ab. Die Subjektivität von Emotionen macht es der Wissenschaft schwer, eine allgemeingültige Definition zu finden. Fehr und Russel (1984) gingen davon aus, dass jeder weiß, was eine Emotion ist, bis er gebeten wird, eine Definition zu geben.

Ein weiteres Problem ergibt sich dadurch, dass emotionale Zustände nicht direkt beobachtbar sind, und dass das Konstrukt Emotion keine scharfen Grenzen liefert.

Kleinginna und Kleinginna (1981) beschrieben Emotionen als ein komplexes Muster von Veränderungen, das physiologische Erregung, Gefühle, kognitive Prozesse und Verhaltensweisen einschließt, die als Reaktion auf eine Situation auftreten, welche ein Individuum als persönlich bedeutsam wahrgenommen hat.

Nach Lang (1994) stellen Emotionen Handlungsdispositionen dar, die sich aus einem basalen Motivationssystem heraus entwickelt haben. Das zugrunde liegende Motivationssystem beschrieb Lang als bimotivationale Struktur – in ein appetitives und

ein aversives System organisiert. Die Funktion von Emotionen bestehe darin, den Organismus möglichst schnell auf adaptives Handeln vorzubereiten (Frijda, 1986; Lang, 1994). Gefühle entsprechen dem subjektiven Erlebensaspekt, der ansonsten weitgehend unbewusst und automatisch ablaufenden emotionalen Verarbeitung (LeDoux, 1996).

Nach Damasio (2000) und anderen Neurowissenschaftlern, die sich mit der Neurobiologie von Emotionen beschäftigen, sind Emotionen komplizierte Kombinationen von chemischen und neuronalen Reaktionen des Gehirns, die eine regulatorische Rolle spielen. Sie haben den ursprünglichen biologischen Zweck, günstige Umstände für das Überleben des Organismus zu schaffen. Auch LeDoux (1990) sah die neuronalen Systeme als evolutionäre Grundbausteine der Emotionen an, die die Interaktionen mit der Umwelt vermitteln und zwar speziell solche Verhaltensweisen, die eine Antwort auf grundlegende Überlebensfragen bieten. Furcht zum Beispiel hat eine lange evolutionäre Geschichte. Die Abwehr von Gefahr hat neben der Nahrungsaufnahme und der Fortpflanzung sowohl für den Menschen als auch für die Tiere die höchste Priorität. Das neuronale System, das Emotionen steuert, muss Gefahren entdecken und Reaktionen begünstigen, die die Wahrscheinlichkeit maximieren, eine Gefahrensituation möglichst vorteilhaft zu überleben. Geschieht etwas Unerwartetes, ein lautes Geräusch oder eine plötzliche Bewegung, pflegen Menschen und Tiere sofort zu reagieren. Sie orientieren sich auf den Reiz hin und versuchen festzustellen, ob von ihm wirklich eine Gefahr droht. Im Interesse des Überlebens ist es besser, auf potentiell gefährliche Dinge so zu reagieren, als wären sie wirklich bedrohlich, als passiv zu bleiben.

Besonders seit den Arbeiten von LeDoux zur entscheidenden Rolle der Amygdala (siehe Abbildung 2.6) bei der Furchtkonditionierung ist immer wieder diese Struktur als potentiell modulierende Quelle einer veränderten emotionalen visuellen Verarbeitung diskutiert worden (Adolphs, 2004; Cardinal, Parkinson, Hall & Everitt, 2002; LeDoux, 2000).

Abbildung 2.6: Darstellung der Amygdala (braune Bereiche) [Aus: Davidson, Putnam

& Larson, 2000].

Es konnte gezeigt werden, dass die Amygdala eine schnelle, automatische Verarbeitung von Umweltreizen, die Gefahr oder Bedrohung signalisieren, ermöglicht und unmittelbar eine effektive Abwehrreaktion (Kampf oder Flucht), unabhängig von kognitiven Einflüssen, initiiert (Lang, Davis & Öhman, 2000). Zahlreiche Studien haben inzwischen nachgewiesen, dass emotionale Stimuli zur Aktivierung der Amygdala führen (Öhman, 2002). Umgekehrt führten Läsionen der Amygdala auch zu Defiziten bei der emotionalen Modulation visueller Prozesse (Anderson & Phelps, 2001; Vuilleumier, Richardson, Armony, Driver & Dolan, 2004). Unterstützung kam nicht nur von Tierstudien, sondern auch von Studien mit Menschen, die an einer Gehirnläsion litten. Eine Meta-Analyse von emotionalen Aktivationsstudien, die Positronen-Emissionstomographie (PET) und funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT) einsetzten, zeigte ebenfalls die spezifische Rolle der Amygdala im Kontext von Furcht auf (Phan, Wager, Taylor & Liberzon, 2002). Projektionen aus der Amygdala zu fast allen Ebenen des visuellen Systems und die Tatsache, dass von Kernen der Amygdala aus auch körperliche Reaktionen (Herzschlag, Atemfrequenz etc.) mit gesteuert werden, machten die Amygdala zu einer zentralen Struktur in einem hypothetischen emotionalen Reaktionskreis.

Doch auch verschiedene andere Gehirnregionen wie anteriore Bereiche, limbische und paralimbische Regionen (Adolphs, Tranel, Damasio & Damasio, 1995;

Davis, 1992; LeDoux, 1992), ventrales Striatum (Haber & McFarland, 1999), anteriorer cingulärer Kortex (Devinsky, Morrell, & Vogt, 1995), Insula (Augustine, 1985) und orbitofrontaler Kortex (Rolls, 1996) konnten mit den Emotionen verbunden werden und wiesen auf ein verteiltes Netzwerk der Emotionsverarbeitung hin.

Aufschluss über die topographische und zeitliche Dynamik zugrunde liegender Verarbeitungsprozesse konnten Studien geben, die direkt zentralnervöse Prozesse abbildeten. Dazu gehörten die bildgebenden Verfahren (PET, fMRT) und die Elektro- und Magnetenzephalographie: EEG/MEG. Bei der Untersuchung der neuronalen Grundlagen und Korrelate der emotionalen Verarbeitung werden elektrophysiologische Verfahren, vor allem das EEG, eingesetzt. Jeder Reiz löst im EEG eine korrelierte Potentialschwankung (ereignis-korreliertes Potential: EKP) aus. Die Komponenten des EKP werden verschiedenen kortikalen Verarbeitungsprozessen zugeordnet. Da die Messung des EEG ein hohes zeitliches Auflösungsvermögen erlaubt³, können diese Daten einen sehr guten Einblick in die zeitliche Dynamik der durch Reize induzierten

3 Bei einer üblichen Abtastrate von 250 Hz wird das Biosignal alle 4 ms aufgezeichnet.

Modulationen der elektrokortikalen Aktivität geben. Zudem können mit Hilfe von Multikanalableitungen und mathematischen Algorithmen Rückschlüsse auf mögliche neuronale Generatoren gezogen werden. Dabei lässt sich insbesondere die gute zeitliche Auflösung der EKP durch die Verwendung anderer bildgebender Verfahren (fMRT, PET) ergänzen, um genauere topografische Angaben zu den ablaufenden Prozessen zu erhalten.

Grundlegend bilden EKP nicht die gesamten ablaufenden gehirnelektrischen Vorgänge ab, sondern sind vielmehr eine Stichprobe der Aktivität großer, synchron aktiver Zellverbände, die räumlich gleich ausgerichtet sind (Rugg & Coles, 1995; Luck, 2005). Doch es ist anzunehmen, dass viele neuronale Prozesse, insbesondere subkortikale Abläufe, nur schwer zu lokalisieren sind. Rugg und Coles (1995) wiesen darauf hin, dass EKP keine eindeutigen Aussagen über den frühesten Beginn eines kognitiven Prozesses liefern können, sondern nur darüber, ob zum Beispiel zu einem bestimmten Zeitpunkt bereits Bildinhalte selektiv verarbeitet werden oder nicht. Unter Berücksichtigung dieser methodischen Möglichkeiten und Begrenzungen können EKP- Analysen also aufschlussreiche Daten liefern, um verschiedene Phasen der Informationsverarbeitung zu beschreiben und Schlussfolgerungen über Ebenen der Stimulusselektion ziehen zu können.

Lang und Kollegen (1998) zeigten anhand einer fMRT-Studie, dass emotionales Material im Vergleich zu neutralem Material zu einer stärkeren Aktivierung in allen untersuchten Gehirnregionen führt. Bezüglich der Topographie wurde in verschiedenen Studien herausgefunden, dass der Emotionseffekt deutlich in posterioren Bereichen auftritt (Junghöfer, Bradley, Elbert & Lang, 2001; Keil et al., 2002, 2003; Mini, Palomba, Angrilli & Bravi, 1996). Junghöfer und Kollegen (2001) nutzten zur Untersuchung der frühen Komponenten der Emotionsverarbeitung das rapid serial visual presentation (RSVP) Paradigma, bei dem unterschiedlich stark erregende Bilder des IAPS (Lang, 1988) mit sehr hoher Frequenz (3-5 Hz) präsentiert wurden. Dabei zeigten die EKP selektive Unterschiede zwischen emotional erregenden und weniger affektiven Reizen. Die EKP waren für hoch-erregende Bilder negativer als für niedrig- erregende Bilder. Diese Unterschiede begannen vor 150 ms nach Bildbeginn und waren für die P200⁴ und N260 signifikant, wobei der Unterschied bei der späteren N260- Komponente größer war als bei der P200-Komponente. Die Hauptquelle für diese

4 Die Namensgebung der Potentialkomponenten erfolgt anhand ihrer Richtung (P für positiv, N für negativ) und ihres zeitlichen Auftretens. P200 ist dem entsprechend ein positives Potential bei 200 ms nach Reizbeginn.

Aktivierung war über dem okzipitalen Kortex, ausbreitend zum rechten parietalen Kortex. Dies wies auf eine Verarbeitung vornehmlich im rechts-lateralisierten posterioren visuellen System hin und zeigte dadurch die besondere Rolle des okzipitalen Kortex beim Entdecken und Verarbeiten motivational relevanter Reize auf (siehe Abbildung 2.7).

Abbildung 2.7: Die Topographie der EPN über okzipitalen Bereichen (232-296 ms nach Bildbeginn) beim Betrachten emotionaler versus neutraler Bilder. Dargestellt ist die stärkste affektive Unterscheidung (angenehm – neutral und unangenehm – neutral) [Aus: Schupp, Junghöfer, Weike & Hamm, 2003a].

Auch frontale Bereiche sind an der emotionalen Verarbeitung beteiligt (Cuthbert, Schupp, Bradley, Birbaumer & Lang, 2000; Keil et al., 2003; Naumann, Bartussek, Diedrich & Laufer, 1992). Cuthbert und Kollegen (2000) beobachteten beispielsweise, dass emotional erregende Bilder (angenehm und unangenehm) verglichen mit neutralen Bildern größere late positive potentials (LPPs) auslösen. Diese entwickelten sich 350-400 ms nach Bildbeginn und hielten für einige hundert Millisekunden an.

Aktivierung des medialen präfrontalen Kortex durch emotional erregendes Material konnte von Lane und Kollegen (1997) nachgewiesen werden. Eine selektive Aktivierung frontaler Bereiche für positive Reize zeigten Laurian, Bader, Lanares und Oros (1991). Zu signifikanter affektiver Modulation der zentralen Regionen kam es

durch die – scheinbar intensivere – selektive Verarbeitung in dem späteren Zeitfenster (ab 300 ms nach Reizbeginn) der kortikalen Reizverarbeitung (Schupp et al., 2000).

Bei den frühen Potentialen zeigt sich der Effekt der Emotion auf die Informationsverarbeitung in der early posterior negativity (EPN), die die selektive Verarbeitung von emotionalen Stimuli reflektiert. Die selektive EPN-Komponente entwickelt sich etwa 150 ms nach Reizbeginn und zeigt ein Maximum um 300 ms. Die Amplitude der EPN war für Stimuli mit hoher evolutionärer Signifikanz (erotische Bilder, Bilder mit Verletzungen) am stärksten ausgeprägt (Junghöfer et al., 2001;

Schupp et al., 2003a, 2003b).

Mit Hilfe von Quellenlokalisation (Stromquellendichteberechnung und Minimum-Norm-Analyse) konnte die posteriore Verteilung der EPN ebenfalls bestätigt werden (Junghöfer, Elbert, Leiderer, Berg & Rockstroh, 1997). Diese Verfahren sowie die Befunde der oben beschriebenen fMRT-Studie (Lang et al., 1998) verweisen auf primäre Aktivationsquellen im visuellen Kortex. Dabei scheint der emotionale Gehalt der visuellen Stimuli die sensorische Verarbeitung zu fördern (Schupp et al., 2003a, 2003b).

In sehr vielen Studien zur Untersuchung affektiver neuronaler Verarbeitung wurden visuelle Bildreize zur Untersuchung von Emotionen verwendet. Der Vorteil eines solchen Stimulusmaterials liegt in mehreren Faktoren. Zum einen ist das Individuum bei der Bildbetrachtung passiv, das heißt, es gibt nur wenig motorische Interferenz. Zum anderen können in elektrophysiologischen und neuromagnetischen Messungen die lokalen Aktivierungen beobachtet werden, die auf das Stimulusmaterial zurückgeführt werden können. Die beobachtbaren Reaktionen lassen sich also relativ genau der Wahrnehmung oder der vom Reiz vorgegebenen motivationalen Strategie zuordnen. Des Weiteren können die Reizbedingungen, wie Darbietungszeit und Intensität, leicht kontrolliert werden und die Experimente sowie die gewonnenen Daten können repliziert werden (Lang, Bradley & Cuthbert, 1997). Diese Vorteile sind jedoch nicht für visuelles Material spezifisch. Sowohl Bilder als auch Geräusche sind nach Langs (1994) motivationalem Konzept Ursinne und außerdem multinational identisch.

1988 begannen Lang und Kollegen ein Set mit vielen verschiedenen Bildern zu entwickeln, die als normierte emotionale Reize für Experimente genutzt werden sollten.

So entstand das IAPS. Bei der ursprünglichen Standardisierung dieser IAPS-Bilder beurteilte eine große Gruppe von Versuchspersonen ihr emotionales Erleben auf jedes der vorgelegten Bilder. Diese Bewertungen wurden mit Hilfe des Self-Assessment

Manikin (SAM; Bradley & Lang, 1994) für die Valenz- und Erregungsdimension durchgeführt. Wurden die Ergebnisse der Valenz- und Erregungsbeurteilung für die Bilder in einen zweidimensionalen affektiven Raum mit den Achsen Pleasure und Arousal eingetragen, ergab sich eine Verteilung, die einem Bumerang ähnelt (siehe Abbildung 2.8). Die bumerangförmige Anordnung der Bildbewertungen wurde von Bradley und Lang (2000a, 2000b) im Sinne der angenommenen bimotivationalen Organisation als ein appetitives und ein aversives motivationales System interpretiert.

Dabei ist die Streuung des Gradienten des aversiven Vermeidungssystems steiler und enger als der Gradient des appetitiven Systems. Die Bumerangform scheint sehr stabil zu sein. Bislang wurden keine hoch erregenden und gleichzeitig valenzunabhängigen, also neutralen Reize gefunden.

Abbildung 2.8: Verteilung der IAPS-Bilder in einem zweidimensionalen affektiven Raum, der durch die beiden Dimensionen Valenz (Y-Achse) und Erregung (X-Achse) aufgespannt wird. Die Pfeile innerhalb der Grafik stehen für die hypothetischen motivationalen Systeme, die der affektiven Beurteilung zugrunde liegen. An den Achsen sind die SAM-Skalen abgebildet, die zur Beurteilung der Bilder verwendet werden [Aus:

Bradley & Lang, 2000b].

Zum Zweck der Veranschaulichung der Annahme einer Modulation der Verarbeitung affektiver Bilder durch die Psychopathologie soll im folgenden Teil ein Überblick über die Ergebnisse entsprechender Untersuchungen gegeben werden. Dabei wird zunächst kurz die empirische Basis der emotionalen Verarbeitung bei Gesunden

dargelegt. Anschließend werden Forschungsergebnisse zu den gegenüber normal veränderten emotionalen Funktionen bei Schizophrenie und spezifischen Angststörungen aufgeführt. Von diesem Forschungsstand ausgehend soll die Hypothese getestet werden, dass die diagnostische Gruppe die Modulation der EPN beeinflusst.

2.3.1 Verarbeitung von Emotionen bei Gesunden und bei Patienten

Zahlreiche Studien untersuchten die neuronale Verarbeitung emotionaler Reize bei Individuen ohne psychiatrische Störungen (Lang et al., 1998; LeDoux, 1996;

Schupp et al., 2003a, 2003b, 2004, 2006). Studien zu peripherphysiologischen und verhaltensbezogenen abhängigen Variablen ließen auf eine unterschiedliche Verarbeitung emotionaler Reize bei Gesunden schließen (Bradley, Cuthbert & Lang, 1993). Bradley und Kollegen (1993) zeigten, dass der Startle-Reflex⁵ mit der Valenz der Reize variiert und verstärkt ist, wenn das aversive System, beispielsweise in einem Angstzustand, aktiviert ist.

Ebenso untersuchte eine Reihe von Studien die affektive Verarbeitung bei Individuen mit psychiatrischen Störungen (Flack, Cavallaro, Laird & Miller, 1997;

Kayser, Bruder, Tenke, Stewart & Quitkin, 2000; Keil et al., 2002; Kosaka et al., 2002;

Rockstroh et al., 2006). Gegenüber normal veränderte emotionale Funktionen wurden bei der Schizophrenie bereits von Bleuler (1950) als fundamental erachtet. Die Schizophrenie manifestiert sich in Erregungszuständen, inadäquatem Affekt oder in Depressionen (Kohler, Gur & Gur, 2000). Eines der zentralen Defizite in den frühen Stufen der Erkrankung ist der reduzierte emotionale Ausdruck. Obwohl der Mechanismus der emotionalen Verarbeitung bei der Schizophrenie bisher weniger als kognitive Aspekte der Krankheit untersucht worden ist, gibt es doch immer mehr Forschung bezüglich neuronaler Schaltkreise, die in die Verarbeitung von Emotionen involviert sind.

Sowohl Keil und Kollegen (2002) als auch Rockstroh und Kollegen (2006) präsentierten in ihren Experimenten hoch-erregend positive und negative Bilder sowie neutrale Bilder, die dem IAPS-Katalog entnommen worden waren. Während Keil und Kollegen (2002) die Stimuli sowohl für 1000 ms als auch in rascher serieller visueller Folge (RSVP-Paradigma) präsentierte, sahen die Probanden in der Studie von Rockstroh

5 Der Startle-Reflex (Schreckreflex) scheint der primitivste defensive Reflex mit einer schützenden Funktion zu sein. Er wird durch ein abruptes, intensives sensorisches Ereignis ausgelöst. Das Schließen der Augenlider (Lidschlussreflex) ist eines der ersten und schnellsten Elemente in der Reflexkette (Lang, Bradley & Cuthbert, 1998). Der Reflex wird innerhalb eines emotionalen Kontextes ausgelöst, also während ein motivationales System aktiviert ist.

und Kollegen (2006) die Bilder für nur 333 ms Sekunden. Letzteres basiert auf der frühen, automatischen Aufmerksamkeit der sensorischen Verarbeitung und entspricht dem RSVP-Paradigma (Junghöfer et al., 2001). Beide Studien untersuchten ereignis- korrelierte magnetische Felder im Quellenraum zwischen 90 und 300 ms nach Stimulusbeginn.

Keil und Kollegen (2002) konnten in ihren MEG-Studien eine Veränderung des zeitlichen Verlaufs der zentralnervösen Verarbeitung aversiven Reizmaterials bei Patienten mit spezifischen Angststörungen im Vergleich zu einer gesunden Vergleichsgruppe zeigen. Abhängig vom experimentellen Design (RSVP versus 1000 ms Darbietung pro Reiz) zeigte eine Gruppe traumatisierter Folteropfer bei 1000 ms Darbietung der Bilder Abweichungen bei der Verarbeitung appetitiver Stimuli, während das RSVP-Paradigma bei aversiven Bildern deutlichere Gruppendifferenzierungen insbesondere in rechts-parietalen Bereichen erbrachte.

Rockstroh und Kollegen (2006) fanden bei schizophrenen Patienten 90 bis 300 ms nach Bildbeginn eine geringere posteriore Differenzierung der Aktivierung auf emotionale Stimuli gegenüber neutralen Bildern als bei Kontrollen. Es zeigte sich bei den Patienten posterior auch eine schwächere linkshemisphärische Aktivierung auf aversive Reize, welche als links-hemisphärische Dysfunktion erklärt wurde. Dabei könnte nach Rockstroh und Kollegen (2006) die Aktivierung der rechten Hemisphäre bei hoch-erregend unangenehmen Stimuli eine kompensatorische Rolle übernehmen, die auch die subjektiv normalen Beurteilungen der Bilder durch die Patienten erklären würde.

Gooding, Luh und Tallent (2001) konnten zeigen, dass schizophrene Patienten eine reduzierte Wahrnehmungsverzerrung bezüglich emotionaler Trugbilder von Gesichtern im Gegensatz zu Trugbildern von Nicht-Gesichtern hatten. Dies wurde als weiterer Beleg eines spezifischen Defizits in der affektiven Informationsverarbeitung bei Schizophrenen gesehen.

Bei Schizophrenen konnte in Reaktion auf emotional saliente Bilder eine reduzierte Aktivierung der Amygdala (Gur et al., 2002, Schneider et al., 1998) bzw.

eine reduzierte Aktivierung der rechten ventrostriatalen Amygdala zusammen mit der bilateralen Amygdala (Taylor et al., 2005) gefunden werden. Dies ist ebenso ein Beleg dafür, dass die Amygdala eine Quelle veränderter emotionaler visueller Verarbeitung ist.