Frühe Verarbeitung emotionaler Prosodie bei Depression und serotonerge Modulation der Mismatch Negativity
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das Projekt hat die Verarbeitung emotionaler Sprachinformation und deren neurale Verarbeitung untersucht. Veränderungen im serotonergen System, wie bei Depression zu erwarten ist oder durch pharmakologische und diätetische experimentell induziert werden, können Einfluss auf die Emotionsverarbeitung nehmen. Neben Verhaltensexperimenten kam Bildgebungsverfahren von Hirnfunktionen zum Einsatz: funktionelle Kernspintomographie (fMRI) zur räumlich hohen Auflösung verteilter Netzwerkfunktionen, Magnetoenzephalographie (MEG) zur zeitlichhochaufgelösten Detektion umschriebener Netzwerke, wie den auditorischen Kortizes und simultane fMRI-Elektroenzephalographie (fMRI-EEG) zur simultanen Bewertung räumlich- und zeitlich-hochaufgelöster Aktivitätsmuster. Dazu wurden auch Methodenentwicklungen durchgeführt, um fMRI-Untersuchungen sensitiver und weniger Artefakt-anfällig zu machen und um elektrophysiologische und hämodynamische Daten zu integrieren. Die Wahrnehmung von emotionaler Prosodie ist bei Depression durch eine Reihe von unspezifischen Faktoren verändert: Wachheit kann bei den Patienten reduziert sein. Daraus ergeben sich Veränderungen der Hemisphärenlateralität und damit auch bei Durchführung von vorwiegend rechtshemisphärischen Funktionen. In der Tat waren auch grundlegende Operationen, die mit der Verarbeitung von Stimm-Grundfrequenzen einhergehen (Pitch-Verarbeitung), bei depressiven Patienten gestört. Auch die kurzfristige Induktion von negativen Stimmungen kann zur Modulation von Lateralisierungsmustern führen und damit Emotionsverarbeitung beeinflussen. In der Tat gelang es uns umgekehrt, durch fMRI-basiertes Neurofeedback der Aktivität des vorderen Zingulum, einen Bias in der Wahrnehmung emotionaler Prosodie zu induzieren. Dadurch könnten ein Teil der Symptome bei der Depression auch reduziert werden. Ein wichtiger anderer Einflussfaktor auf die Wahrnehmung von Emotionen war das Altern. Im Gegensatz zu der Wahrnehmung von Sprachlauten, fanden wir geschlechtsabhängig im Alter zunehmende Defizite bei der Verarbeitung von Schlüsselreizen, die zur Emotionsbewertung der Sprache wichtig sind. Das auditorische System ist durch frühe serotonerge Projektionen gekennzeichnet. Bei der Durchführung komplexer auditorische Aufgaben wie Emotionserkennung und Pitch-Verarbeitung zeigen sich aber vorwiegend Veränderungen in der Verarbeitung höherer und multimodaler Zentren, wie dem intraparietalem Sulkus und dem Zingulum. Um die Funktion dieser Systeme besser zu verstehen, haben wir Paradigmen zur Untersuchungen der multisensorischen Integration von Emotionen eingeführt. Das Verständnis der neuralen Funktionen dieses Netzwerks und dessen serotonerge Modulation wird zu einem besseren Verständnis affektiver Störungen beitragen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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2010. Neuromagnetic oscillations to emotional faces and prosody. European Journal of Neuroscience 31: 1818-1827
YH Chen, JC Edgar, T Holroyd, J Dammers, H Thönnessen, TPL Roberts, K Mathiak
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L Schock, M Schwenzer, W Sturm, K Mathiak
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M Klasen, CA Kenworthy, KA Mathiak, TTJ Kircher, K Mathiak
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(2012) Mood modulates auditory laterality of hemodynamic mismatch responses during dichotic listening. PloS One 7, e31936
L Schock, M Dyck, LR Demenescu, JC Edgar, I Hertrich, W Sturm, K Mathiak
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M Schwenzer, E Zattarin, M Grözinger, K Mathiak
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Does valence in the visual domain influence the spatial attention after auditory deviants? Exploratory data. Frontiers in Behavioral Neuroscience, 7, 6, 2013
L Schock, S Bhavsar, LR Demenescu, W Sturm, K Mathiak
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Multisensory integration of dynamic emotional faces and voices: method for simultaneous EEG-fMRI measurements. Front Hum Neurosci, 7, 729, 2013
PD Schelenz, M Klasen, B Reese, C Regenbogen, D Wolf, Y Kato, K Mathiak
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Quetiapine modulates functional connectivity in brain aggression networks. NeuroImage, 75, 20–26, 2013
M Klasen, M Zvyagintsev, M Schwenzer, P Sarkhail, KA Mathiak, R Weber, K Mathiak
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Age and gender related variations of emotion recognition in pseudo words and faces. Experimental Aging Research, 40, 187-207, 2014
LR Demenescu, KA Mathiak, K Mathiak
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Comparison of Real-Time Water Proton Spectroscopy and Echo-Planar Imaging Sensitivity to the BOLD Effect at 3 T and at 7 T. PLoS One, 9, e91620, 2014
Y Koush, MA Elliott, F Scharnowski, K Mathiak
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Emotional valence and spatial congruency differentially modulate crossmodal processing: an fMRI study. Front. Hum. Neurosci.
D Wolf, L Schock, S Bhavsar, L R Demenescu, W Sturm, K Mathiak
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Upregulation of the Rostral Anterior Cingulate Cortex can Alter the Perception of Emotions: fMRI-Based Neurofeedback at 3 and 7 T. Brain Topogr.
M Gröne, M Dyck, Y Koush, S Bergert, KA Mathiak, EM Alawi, M Elliott, K Mathiak
