Kortikale Repräsentation der Interozeption von Atemnot im Vergleich zur Schmerzwahrnehmung
Zusammenfassung der Projektergebnisse
In der geplanten Studie wurde die kortikale Repräsentation der Wahrnehmung von Atemnot bei atemgesunden Personen und bei Patienten mit Asthma bronchiale mittels funktioneller Magnetresonanztomographie (fMRT) untersucht. Dabei erfolgte zusätzlich ein Vergleich mit der Wahrnehmung und kortikalen Repräsentation von Schmerz, welches eine vergleichbar unangenehme, häufig mit Atemnot einhergehende Sensation darstellt. Im Vordergrund stand die Suche nach Gemeinsamkeiten in der kortikalen Verarbeitung bei der Interozeption beider Sensationen. Weiterhin sollte untersucht werden, ob affektive (Unangenehmheit) und sensorische (Intensität) Aspekte wahrgenommener Atemnot in distinkten Hirnarealen prozessiert werden. Femer sollte durch den Vergleich mit lungengesunden Kontrollpersonen untersucht werden, ob Asthmatiker krankheitsspezifische Besonderheiten in der kortikalen Repräsentation von Atemnot aufweisen und ob diese ebenso bei der Schmerzwahrnehmung vorhanden sind. Somit sollte das Vorhandensein von generalisierten Besonderheiten in der kortikalen Verarbeitung unangenehmer Reize bei Asthmatikem untersucht werden. Die Induktion von Atemnot erfolgte mittels Atmung durch externe, strömungsbehindernde Siebwiderstände. Ein tonischer Hitzeschmerzreiz wurde durch eine Kontaktthermode induziert. Die erzielten Ergebnisse zeigen erstmals, dass sensorische und affektive Aspekte der Wahrnehmung von Atemnot in distinkten Hirnarealen prozessiert werden. Vor allem die affektive Unangenehmheit von Atemnot ging hierbei mit spezifischen Aktivierungen der anterioren Insula und der Amygdala einher. Diese Befunde sind mit Ergebnissen aus vorangegangenen Studien aus der Schmerzforschung und der Forschung zu anderen unangenehmen körperlichen Empfindungen vergleichbar. Weiterhin konnte erstmals innerhalb einer Studie gezeigt werden, dass zumindest teilweise dieselben Hirnareale für die Prozessierung von Atemnot und Schmerz verantwortlich sind. Diese Areale umfassen die anteriore Insula, den dorsalen anterioren zingulären Kortex, die Amygdala und den medialen Thalamus. Aufgrund der wesentlichen Rolle dieser limbischen Kortexareale bei der Verarbeitung von Emotionen sind diese höchstwahrscheinlich für die Verarbeitung der affektiven Unangenehmheit von Atemnot und Schmerz in Verbindung mit motiviertem Bewältigungsverhalten verantwortlich. Zudem konnte erstmals mittels fMRT demonstriert werden, dass Patienten mit leicht- bis moderatem Asthma spezifische Besonderheiten in der kortikalen Repräsentation von Atemnot aufweisen, d.h. deutlich geringere Hirnaktivierungen im insularen Kortex sowie stärkere Aktivierunigen im PAG im Vergleich zu lungengesunden Kontroll personen. Dieses asthmaspezifische Aktivierungsmuster fand sich ebenso bei der Schmerzwahrnehmung. Diese Befunde weisen erstmals aufdie Möglichkeit eines kortikalen Habituationsmechanismus bei Asthmatikem hin, der die affektive Unangenehmheit von Atemnot reduziert und sich auf andere unangenehme körperliche Sensationen generalisiert, welche in den selben Himarealen prozessiert werden. Die in hochrangigen wissenschaftlichen Journalen sowie mittels eines Interviewbeitrages in der Tageszeitung Hamburger Abendblatt publizierten Ergebnisse führen zu einem verbesserten Verständnis der kortikalen Verarbeitung des Symptoms Atemnot. Sie werden zu weiteren Studien motivieren, die langfristig zu einer verbesserten Behandlung von Atemnot bzw. zu einem verbesserten Krankheitsmanagement von Asthma bronchiale beitragen können.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2008). The unpleasantness of perceived dyspnea is processed in the anterior insula and amygdala. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, 177, 1026-1032
von Leupoldt, A., Sommer, T., Kegat, S., Baumann, H.J., Klose, H., Dahme, B. & Büchel, C.
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(2009). Dyspnea and Pain Share Emotion-Related Brain Network. Neuroimage, 48, 200-206
von Leupoldt, A., Sommer, T., Kegat, S., Baumann, H.J., Klose, H., Dahme, B. & Büchel, C.
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2009). Down regulation of insular cortex responses to dyspnea and pain in asthma. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, 180, 232-238
von Leupoldt, A., Sommer, T., Kegat, S., Eippert, F., Baumann, H.J., Klose, H., Dahme, B. & Büchel, C.
