Psychophysiologische Emotionsforschung

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1 Übersicht Psychophysiologische Emotionsforschung Einleitung Emotion und Motivation Emotion und Wahrnehmung Emotinales Priming Modell Core Affekt beteiligte Gehirnregionen neuronale Schaltkreise Manuel Egger, Andrea Krammer, Patricia Prutsch, David Urschler Übersicht Präfrontaler Cortex Amygdala Asymmetrien und deren Auswirkungen Pause Individuelle Unterschiede Interaktiver Teil Definition Emotion Emotion ist ein psychischer gefühlsbezogener Zustand, der aufgrund diverser Hintergründe hervorgerufen wird. Kennzeichnung von Emotionen Untersuchungsmöglichkeiten von Emotionen bestimmter Funktionszustand des Gehirns typische subjektive Befindlichkeit charakteristische Vorgänge auf körperlicher Ebene Vorgänge im Gehirn vegetative und hormonelle Prozesse motorische Reaktionen subjektiv erlebte Gefühle 1

2 Primäremotionen Freude Überraschung Furcht Wut Ekel Trauer Emotion und Motivation zweifaktorielle motivationale Organisation Stimuli appetitiv aversiv Aktivierung und Arousal Emotionsäußerungen Emotionsäußerungen primitive Organismen Menschen komplexe Umwelt Sprache Physiologische Veränderungen Verhaltensfolgen Emotion und Wahrnehmung Psychophysiologie der Bilderverarbeitung IAPS (International Affective Picture System) drei Gruppen von Bildern angenehm unangenehm neutral emotionale Reaktionen Aktivität Gesichtsmuskel Aktivität EMG 2

3 Psychophysiologie der Bilderverarbeitung Emotionales Priming Modell Herzrate neue Bilder Phobiker motivationales System übt einen regulierenden Effekt aus Priming von Gedächtnisassoziationen und Aktionsprogrammen Neurobiologische Ursachen von Emotionen Genaue, verantwortliche neuronale Aktivität für spezielle emotionale Inhalte derzeit nicht bekannt Vorläufige Aufzeichnungen von neuronalen Abbildungsorten für mentale Repräsentation von Emotionen jedoch möglich Core Affect Information aus der externen Welt wird in einen inneren Code übersetzt Situation ist helpful oder harmful Zustand von pleasure oder displeasure Im Vordergrund oder im Hintergrund des Bewusstseins aktiv (abhängig von entsprechender Aufmerksamkeit) Core Affect Bottom-up: (Hirnstamm, basales Voderhirn) bei affektgetriebener Aufmerksamkeit Top-down: (dorsolateral, präfrontal, anterior Cinguli und basale Hirnrinde) bei ausreichender sensorischer Stimulation, oder bei individuell entwickelten Zielen Weitere emotionale Erlebensinhalte Arousalbedingter Inhalt: erlebte Erregung, nicht eins-zu-eins mit physiologischer Aktivität Relationaler Inhalt: erlebter Emotionsinhalt der die Beziehung zu einer anderen Person repräsentiert Situationsbedingter Inhalt: Bewertung einer Situation, speziell wenn sie zum wahrgenommenen Anlass des Core Affekts gehört 3

4 Beteiligte Gehirnregionen Medialer Präfrontalkortex (MPFC): dorsomedialer Präfrontalcortex (DMPFC) und ventromedialer Präfrontalkortex (VMPFC) Beteiligte Gehirnregionen Anteriorer cingulärer Kortex (ACC) Beteiligte Gehirnregionen Großer Teil des Temporallappens Amygdala Orbitofrontalcortex (OFC) Beteiligte Gehirnregionen Ventrales System: zwei Schaltkreise, Objektbewertung durch Beeinflussung des Core Affect Zwei Funktionsschaltkreise des ventralen Systems (circuit theory) 1. Schaltkreis: Basalateraler Komplex (BL) der Amygdala zentral-u. laterale Teile d OFC Insula Anterioris 2. Schaltkreis: VMPFC anteriorer cingulärer Cortex (ACC) Amygdala 1. Schaltkreis BL der Amygdala: Kodierung der originalen Ausprägung eines Stimulus (unauslöschlich) OFC (zentral u. lateral): flexible Erfahrungs- oder Kontextabhängige Repräsentation einer Objektausprägung Insula anterioris : involviert bei interoceptiven Impulsen 4

5 1. Schaltkreis Starke Verbindung zwischen BL, OFC und den kortikalen Repräsentationen jeder sensorischen Modalität Starke reziproke Verbindung = funktionaler Schaltkreis für sensorische und somatoviszerale Information 1. Schaltkreis Wichtig für den Aufbau von nutzenbasierten Repräsentationen von Objekten BL-Komplex sagen den Nutzen eines Stimulus voraus OFC ist an der Reaktion auf die Voraussage beteiligt 2. Schaltkreis Ventromedialer Präfrontalkortex (VMPFC): Modifikation von einfachen Stimulusassoziationen durch Extinktion od. reversal learning Anteriorer cingulärer Kortex (ACC): Abstimmen der viszermotorischen Reaktion Amygdala: (gleich ACC) 2. Schaltkreis Reziproke Verbindung zwischen VMPFC, ACC und Amygdala (Modulation der viszeralen Reaktion) Verbindet die sensorische Repräsentation von Stimuli (sowie die dazugehörigen viszermotorischen Ereignisse) Liefert ein affektives Arbeitsgedächtnis zur Wahl und Beurteilung von affektivem Nutzen Vorzugsweise Aktivierung durch somatoviszerale oder interoceptive Informationen Conclusio Core Affect pleasure od. displeasure Ventrales System an neurobiologischen Emotionsprozessen beteiligt Genaue, verantwortliche neuronale Aktivität für Emotionen derzeit unbekannt Präfrontaler Cortex (PFC) u. Amygdala Allgemeine Bemerkungen Rolle bei der Emotionsverarbeitung Asymmetrien und deren Auswirkungen Beeinflussbarkeit und Plastizität Conclusio 5

6 Präfrontaler Cortex - Allgemeines Präfrontaler Cortex Allgemeines II Höhere kognitive Funktionen angesiedelt Repräsentation von Zielen und die Erreichung dieser delay of gratification Treffen von Entscheidungen Verarbeitung von Emotionen beteiligt Gliederung: dorsolateraler präfrontaler Cortex frontopolaren präfrontaler Cortex orbital präfrontaler Cortex medial präfrontaler Cortex Präfrontaler Cortex Allgemeines III Präfrontaler Cortex - Emotionsverarbeitung sowohl positive als auch negative Emotionen verarbeitet Ergebnisse diverser Untersuchungen haben sich als reliabel erwiesen (Retestreliabilität) EEG und fmri Präfrontaler Cortex Asymmetrien (I) positive u. angenehme negative u. unangenehme funktionale Asymmetrien: links positive u. angenehme Emotionen rechts negative u. unangenehme Emotionen Untersuchung wiederum mittels EEG und fmri, aber auch post-mortem Untersuchungen 6

7 Präfrontaler Cortex Asymmetrien (II) Präfrontaler Cortex Asymmetrien (III) Folgen der Asymmetrien: Personen die im linken PFC eine Hypoaktivität aufweisen neigen eher zu Depression (verschieden Arten: z.b. bipolare Störungen) Babys (10 Monate), die in Abwesenheit ihrer Mutter weinen weisen eine geringer Aktivität des linken PFC und höhere im rechten PFC. Personen mit mehr Aktivierung links haben nach eine Influenzaimpfung mehr Antikörper im Blut Folgen der Asymmetrien (Forts.): Personen die im linken PFC mehr Aktivität aufweisen können besser mit negativen Emotionen umgehen und diese unterdrücken. Emotionen (induziert durch Filmclips o. Photos) werden positiver bewertet, wenn der linke PFC aktiviert. Hingegen nehmen Person mit aktiviertem rechten PFC negative Emotionen stärker wahr. Amygdala - Allgemeines sehr häufig mit Emotionen assoziert auch an Aufmerksamkeitsprozessen beteiligt Teil des limbischen Sysytems mit Hypothalamus und Hippocamus verbunden koordiniert die kortikale Erregung Amygdala - Emotionsverarbeitung vor allem bei der Verarbeitung von negativen Affekten beteiligt Aufmerksamkeitsausrichtung bei salienten Reizen z.b. böses Gesicht unter fröhlichen 7

8 Amygdala - Asymmetrien Amygdala Asymmetrien (II) strukturelle: Amygdala vergrößert Depressionen und Temporallappenelepsie rechts kleiner als links Major Depression keine Kausalschlüsse möglich! funktionelle: erhöhte Aktivität der Amygdala: bipolarer Depression Angststörungen (komorbid mit Depressionen) erhöhte Aktivität der Amygdala rechts: bei Verarbeitung von negativen Emotion pharmakologische Behandlungen reduzieren die Aktivität Beeinflussbarkeit u. Plastizität Funktion des PFC ist durch Umwelteinflüsse veränderbar Zuneigung während der Kindheit, aber auch noch im Erwachsenenalter möglich positiver Einfluss auch über Meditation möglich erhöhte Aktivität links nach Influenzaimpfung mehr Antikörper vorhanden wenig Forschungen auf diesem Gebiet Conclusio PFC: funktionelle Asymmetrien positive u. negative Emotionen Amygdala: sowohl funktionelle als auch strukturelle Asymmetrien hauptsächlich negative Emotionen keine Kausalschlüsse möglich beide Regionen sind auch an andere Prozessen beteiligt Individuelle Unterschiede Schäfer et.al. : PAUSE ProbandInnen Aufgabe Emotionale Erfahrung in Bezug auf negative Bilder zu regulieren ProbandInnen, die neg. Emotionen anhalten können nach Stimulus weisen anhaltende Amygdala-Aktivität auf Je stärker neg.trait wiedergegeben, desto größer die Aktivität 8

9 Individuelle Unterschiede Weiters Neg.Trait-Effekt führt zu Beeinträchtigung der Immunreaktion Messung mit EEG (Elektroencephalogramm) Rosenkranz et.al.: Rechtsseitige Präfrontale EEG-Aktivität Schwächere Immunreaktion auf Grippenschutzimpfung Extraversion (E) vs. Neurotizismus (N) Canli et.al. : E und N assoziiert mit pos./neg. Effekten E und N korrelieren mit individuellen Unterschieden in der Hirnaktivität bei pos./neg. Bildern, während passiven Wahrnehmungsaufgabe E größere Amygdala-Aktivität bei glücklichen Gesichtsausdrücken und größere spindelförmige Aktivität während visuellen Aufmerksamkeitsaufgaben Frauen: Besseres episodisch emotionales Gedächtnis stärkere physische Reaktion auf emotionale Stimuli Wager et. al.: Untersuchte 65 bildgebende Studien Ergebnis: Frauen weisen keine größere Aktivität auf emotionale Stimuli auf Konträr zu früheren Studien Männer zeigen größere lateralisierte Aktivität Erklärung: Hemisphärenasymmetrie typisch für Männer Keine Canli et.al.: fmri-studie Links lateralisierte Aktivität Reaktion auf aversiven Reiz Wrase et.al: fmri-studie Amygdala-Reaktionen auf aversive Bilder Eher auf rechten Hemisphäre ABER bei angenehmen Bildern Linke Hemisphäre Anderson et.al.: fmri-studie Amygdala-Reaktion auf angenehme und unangenehme Gerüche PET (Positron emission tomography)-studie Schmerz-Stimulus: Während Schmerz Frauen größere Aktivität im Limbischen System, ventromedialen Präfrontalen Kortex, rechten anterioren Gyrus Cinguli und der linken Amygdala Männer größere Aktivität im rechten dorsolateralen Präfrontalen Kortex, Insula und dorsale Pons/Periaquäduktales Grau 9

10 Fischer et.al: Fotos von nicht/geliebten Personen und Familienmitgliedern Geliebte Person gezeigt Beiden Belohnungzentrum aktiviert Frauen Nucleus Caudatus, Septum und posteriorer Parietalkortex Männer Aktivität in visuellen Prozessverarbeitungsgebieten Reaktion auf visuelle sexuell-erregende Stimuli Geschlechtsunderschiede Primär in Limbischen Regionen, einschließlich Hypothalamus und Amygdala Hamann et.al.: Sexuell-erregende und neutrale Fotos Männer größere Aktivität in Amygdala und Hypothalamus wenn Frauen eine größere Arousal(Erregung) berichteten Beide Ähnliche Aktivierung im ventralen striatalen Regionen, wie bei Belohnung Amygdala: vermittelt große Rolle bei visuellen Stimuli in Bezug auf männlichen sexuelles Verhalten Pheromone: Männer Hypothalamus-Aktivität wenn weibl. Pheromone wahrnehmen Frauen umgekehrt bei männl. Pheromone Emotionale Gesichterverarbeitung: Killgore et.al.: Untersuchung von Kindern und Jugendlichen Ergebnis: Alter zw Beide Geschlechter Rechte Amygdala-Aktivität als Reaktion auf Bilder mit angsterfüllten Gesichtern Änderung bei Frauen Abnahme der linken Amygdala- Aktivität und Anstieg der Präfrontalen Aktivität Emotionales Gedächtnis: Cahill et.al.: Bei späteren Erinnerungen zeigen Frauen linke und Männer eine rechte Amygdala-Aktivität auf Bremner et.al.: Emotionale Wortpaare zusammenfügen Frauen größere Aktivität in bilateralen posterioren Hippocampus und Cerebellum Männer Ansteigende Aktivität im medialen Präfrontalen Kortex Hormone: Frauen Sexuell erregende Bilder, Babyfotos und neutral Fotos gezeigt Während Ovulationsphase im Menstruations-Zyklus Sexuell erregende Bilder 10

11 Genotyp Lesch et.al: Allelische Variationen in der Promotor-Region von 5-HT Transporter (5-HTT)-Gene assoziiert mit variierenden Levels von Neurotizismus Personen mit 1 oder 2 Kopien des Short (s) Allele Höhere Neurotizismus-Punkte als Personen die reinerbig für long (l) Allele sind S-Allele Höhere Level von synaptischen Seratonin Genotyp Hariri et.al.: Emotionale Bilder Gesichtsausdrücke(Angst und Wut) Oder mit einfachen Ausprägungen Ergebnis: Personen mit s-allele größere Amygdala- Aktivität in Bezug auf emotionale Bilder Interaktiver Teil Danke für eure Aufmerksamkeit!!! 11