Hintergrund: Emotion & Kognition

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1 Disturbed Prefrontal and Temporal Brain Function during Emotion and Cognition Interaction in Criminal Psychopathy Jürgen L. Müller, Monika Sommer, Katrin Döhnel, TatjanaWeber, Tobias Schmidt-Wilcke, Göran Hajak, Behav. Sci. Law 26: (2008) Hintergrund: Emotion & Kognition Psychopathie: defizitäre emotionale Verarbeitung Psychopathie-Checklist-Revised (PCL-R) Faktor 1: abweichende interpersonale & emotionale Eigenschaften Beispiele? Assoziation mit fronto-temporalen Arealen kognitive Dysfunktion (?) z.b. Hinweise auf beeinträchtigte exekutive Funktionen Lapierre et al. (1995) Dysfunktion des orbitofrontalen & des ventromedialen PFC allerdings inkonsistente Forschungsergebnisse

2 Hintergrund: Interaktion von Emotion & Kognition Ellis & Ashbrook (1988): Resource allocation model: Emotionen (induzierte Stimmungen) reduzieren die attentionalen Ressourcen, die für Informationsverarbeitungsprozesse (kontrollierte kognitive Vorgänge) zur Verfügung stehen. verminderte Leistung automatische Prozesse: beanspruchen kaum kognitive Kapazität keine Interferenz mit emotionalen Prozessen Gray et al. (2002): Interaktionseffekt Emotion-Kognition im bilateralen PFC Ev. abweichende Befunde bei Psychopathie, bisher jedoch nur wenige Studien diese Studie.. untersucht den Einfluss von Emotionen auf die Ausführung kognitiver Aufgaben bei Psychopathie unter Verwendung bildgebender Verfahren (funktionelle & strukturelle Bildgebung) Erwartung? Emotions-Kognitions-Interaktion ist beeinträchtigt bei Psychopathie!

3 Operationalisierung Kognitive Aufgabe: Simon-Paradigma OX X O X: Mittelfinger (rechts) O: Zeigefinger (links) 2 kompatible & 2 inkompatible Bedingungen ( automatisch ) / ( kontrolliert ) Operationalisierung Emotionsinduktion durch affektive Stimuli: International Affective Picture Set (IAPS CESA-NIMH) 3 Bildersets: positiv- neutral negativ Rating: Valenz, Arousal, Emotionsinduktion

4 Probanden der Hauptstudie 10 männliche Insassen einer forensisch-psychiatrischen Einrichtung Diagnose der dissozialen Persönlichkeitsstörung nach ICD-10 (F60.2) Diagnose nach PCL-R (Hare et al., 2002): Psychopathie z.t. frühere Substanzabhängigkeit ( vor > 6 Mon) Ø 33 Jahre (23-45) 12 männliche gesunde Kontrollpersonen Ø 32 Jahre (21-41) Ablauf Vorgängerstudie: Müller et al. (2007): VBM strukturelle Unterschiede in grauer Substanz bei Psychopathen Hauptstudie: fmrt

5 Ablauf: Hauptstudie 3 Durchgänge: 3 Bildersets (positiv- neutral- negativ) Emotionsinduktion & kognitive Aufgabe abwechselnd 1. Emotionsinduktion: 8 Bilder 2. kognitive Aufgabe: 1. Block Simon-Aufgabe: (insg. 6) nur kompatible Trials - oder hauptsächlich inkompatible Trials 3. Emotionsinduktion: 4 Bilder 4. kognitive Aufgabe: 2. Block Simon-Aufgabe... Ablauf: Haupstudie Rating: nach jedem Bild: affektive Valenz (sehr unangenehm = 1 / sehr angenehm = 9) Arousal (überhaupt nicht = 1/ sehr stark = 9) nach jedem Durchgang: Emotionsinduktion: arousal, joy, contentment, happiness, cheeriness, good mood, fear, adversity, anger, boredom, sadness überhaupt nicht = 1/ sehr stark = 9

6 Variablen unabhängig: 1. Gruppe: KG Psychopathie 2. Bedingung Simon-Aufgabe: kompatibel-inkompatibel 3. Emotionsinduktion durch Bilderset: positiv-neutral-negativ abhängig 1. Rating Valenz, Arousal, Emotionsinduktion 2. Leistungsmaße Simon-Paradigma Reaktionszeit & Fehler 3. Ergebnisse der funktionellen Bildgebung Hypothesen 1. Interaktion Emotion-Kognition in der KG (Verhaltensebene) Die Emotionsinduktion beeinflusst in erster Linie den kontrollierten Verarbeitungsmodus der kognitiven Aufgabe (schlechtere Leistung bei inkompatibler Bedingung). 2. Interaktion Emotion-Kognition bei Psychopathie (Verhaltensebene) Beide Bedingungen der kognitiven Aufgabe bleiben bei Psychopathie von der Emotionsinduktion unbeeinflusst. 3. Interaktion Emotion-Kognition (hirnfunktionelle Ebene) Zwischen Kontrollpersonen & Psychopathen zeigen sich funktionelle Unterschiede in bestimmten Hirnregionen, vor allem in präfrontalen und temporalen Arealen.

7 Ergebnisse 1.: Rating 1.1 Valenz: signifikanter Effekt für Bilderset: positiv > neutral > negativ (p<.001) 1.2 Arousal: signifikanter Effekt für Bilderset: positiv & negativ > neutral (p<.001) 1.3 Emotionsinduktion: Signifikanter Haupteffekt (p<.001) kein signifikanter Gruppeneffekt Ergebnisse 2.: Simon-Paradigma 2.1 Reaktionszeit: kein signifikanter Effekt durch Emotionsinduktion signifikanter Haupteffekt für Kompatibilität (p <.001) kein signifikanter Gruppeneffekt 2.2 Fehlerraten signifikanter Haupteffekt für Kompatibiliät (p <.05) nur in KG: Trend (p=.89) zum Interferenzeffekt: höhere Fehlerrate bei negativen Emotionen & inkompatibler Bedingung, erst signifikant in größerer Stichprobe (n = 43; p<.05), keine Effekte der Emotion auf Fehlerrate der kompatiblen Trials kein signifikanter Gruppenunterschied bei kompatibler Bedingung

8 Ergebnisse 3.: fmri Ausschluss aller Regionen mit signifikantem Haupteffekt für Emotion oder Aufgabe Analyse Interaktion signifikanter Interaktionseffekt Emotion x Aufgabe : Psychopathen: rechte Insula rechtes Claustrum KG: Bilateraler medialer Frontalgyrus Rechter superiorer Temporalgyrus (STG) Linker inferiorer Frontalgyrus Linker supramarginaler Gyrus Linker Precuneus Cluster mit p (corr)<.01 KG: Sign. Emotions-Kognitions- Interaktionseffekt Im rechten medialen Frontalgyrus Im rechten superioren Temporalgyrus (STG)

9 KG Insula

10 Claustrum Hypothesen 1. Interaktion Emotion-Kognition in der KG (Verhaltensebene) Die Emotionsinduktion beeinflusst in erster Linie den kontrollierten Verarbeitungsmodus der kognitiven Aufgabe (schlechtere Leistung bei inkompatibler Bedingung). 2. Interaktion Emotion-Kognition bei Psychopathie (Verhaltensebene) Beide Bedingungen der kognitiven Aufgabe bleiben bei Psychopathie von der Emotionsinduktion unbeeinflusst. 3. Interaktion Emotion-Kognition (hirnfunktionelle Ebene) Zwischen Kontrollpersonen & Psychopathen zeigen sich funktionelle Unterschiede in bestimmten Hirnregionen, vor allem in präfrontalen und temporalen Arealen.

11 Vorgängerstudie: VBM strukturelle Unterschiede Untersuchung feinster regionaler Unterschiede in der grauen Substanz zwischen KG und Psychopathen (n= 34, z.t. VPN der Hauptstudie) Ergebnisse: 1. hoch signifikante Volumenverringerung im rechten superioren Temporalgyrus (STG) 2. signifikante Volumenverringerung im PFC Korrelation mit Drogenkonsum/ Bildung bestätigt Ergebnisse anderer Studien zu APD Übereinstimmung: Müller et al (2003): bei Psychopathen reduzierte Aktivierung im re STG während der Verarbeitung negativer Emotionen (fmri, IAPS)

12 Fazit Beeinträchtigte Emotions-Kognitions-Interaktion bei Psychopathen (Verhaltensebene: kein Interferenzeffekt zwischen negativer Emotion und Fehlerrate, Hirnaktivität: kein Interaktionseffekt in fronto-temporalen Arealen) verbunden mit funktionellen & strukturellen Veränderungen im rechten STG und im PFC Fazit für die Rolle des rechten STG? re STG: Soziale Kognition & soziale Wahrnehmung Empathie, Theory of mind..( z.b. Blair, 2005) Volumenverringerung & Dysfunktion des STG bei Psychopathie ev. Erklärung für Empathiedefizite re STG: zentrale Rolle für Pathogenese der Psychopathie

13 Kritik? Operationalisierung Emotionsinduktion Kognitive Aufgabe Interferenzeffekt KG: erst in größerer Stichprobe signifikant Vielen Dank für eure Aufmerksamkeit!

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