Angst bei Multipler Sklerose: Psychoneurobiologische Mechanismen, klinische Bedeutung, und Bezug zu anderen Stress-bezogenen neuropsychiatrischen Syndromen
Klinische Neurologie; Neurochirurgie und Neuroradiologie
Kognitive und systemische Humanneurowissenschaften
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die ZNS-Erkrankung Multiple Sklerose (MS) ist mit einer veränderten neuroimmunologischen Stressverarbeitung und stressbezogenen Syndromen wie Depressionen und Angst verbunden – Faktoren, die neurologische Symptome auch proaktiv modulieren können. Trotzdessen wurden die neuronalen Grundlagen dieser Faktoren bei MS bislang kaum untersucht. Daher haben wir zwei Projekte durchgeführt, die darauf abzielten, neuronale Prozesse von psychischem Stress und Depression (Projekt I) sowie von Angst (Projekt II) bei MS zu untersuchen, um ein besseres Verständnis der Rolle dieser Faktoren zu ermöglichen. In Projekt I untersuchten wir die Verarbeitung neuronalen Stresses mit einer funktionellen MRT-Aufgabe (fMRT), die Kopfrechnen und Leistungsfeedback umfasste bei 16 Personen mit MS (PmMS) und Depression, 26 PmMS ohne Depression und 28 gesunden Personen (GP; Experiment I). In Experiment II verwendeten wir eine fMRT-Emotionsregulationsaufgabe (ein Kerndefizit depressiver Patienten gemäß kognitivem Depressionsmodell). Experiment I zeigt, dass die neuronale Stressverarbeitung unterschiedlich mit der T-Zell- Stresshormonempfindlichkeit bei PmMS und GP zusammenhängt und dass das Ausmaß dieser Abweichung mit wichtigen neurologischen MS-Erkrankungsmaßen verknüpft ist. Experiment II zeigte, dass eine MS-Depression durch eine beeinträchtigte Emotionsregulation in der Amygdala und dem präfrontalen Kortex (PFC) gekennzeichnet ist, und dass diese Beeinträchtigung durch Läsionen in Amygdala – PFC-Trakten bei PmMS mit, aber nicht ohne Depression verstärkt wird. In Projekt II untersuchten wir bei 18 PmMS mit Angst, 36 PmMS ohne Angst und 29 GP neurologische- und Verhaltensprozesse zweier Mechanismen, die bei Personen ohne MS bedeutend zu Angst beitragen, indem wir ein fMRT-Furchtgeneralisierungtsparadigma (Experiment I) und ein fMRT Paradigma der Löschung von Furcht (Experiment II) durchführten. Bei diesen Pawlowschen Konditionierungsaufgaben wurde Furcht durch die Anwendung leichter Elektroschocks hervorgerufen, deren Intensität die Teilnehmern selbst in einer Kalibrierungssitzung bestimmten. In Bezug auf Furchtgeneralisierung zeigen die Ergebnisse, dass PmMS mit (vs. ohne) Angst Furcht auf Verhaltensebene übergeneralisieren und dass sich diese Unterschiede in einer veränderten Aktivität von Gehirnregionen der Sicherheits- und Furchverarbeitung widerspiegeln. In Bezug auf die Furchtlöschung zeigten PmMS mit Angst ein neuronales Verarbeitungsdefizit im ventromedialen präfrontalen Kortex, einer Gehirnegion, von der bekannt ist, dass sie Sicherheit signalisiert. Konkret signalisierte sie bei diesen Personen eine geringe Sicherheit bei Reizen, die früher, aktuell aber nicht mehr mit dem Schock assoziiert waren. Schließlich war beeinträchtigte Furchtverarbeitung m it einer strukturellen Hyperkonnektivität vor allem präfrontaler Bereiche bei MS verbunden. Zusammengenommen vertiefen die gewonnenen Erkenntnisse die Einblicke in die neuronalen Grundlagen von Stress, Depression und Angst bei MS erheblich, sie betonen nachdrücklich die Bedeutung psychobiologischer Prozesse für MS und plädieren gleichsam dafür, diese Prozesse mithilfe eines systembiologischen Ansatzes zu untersuchen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Stress-induced brain activity, brain atrophy, and clinical disability in multiple sclerosis. Proceedings of the National Academy of Sciences, 113(47), 13444-13449.
Weygandt, Martin; Meyer-Arndt, Lil; Behrens, Janina Ruth; Wakonig, Katharina; Bellmann-Strobl, Judith; Ritter, Kerstin; Scheel, Michael; Brandt, Alexander U.; Labadie, Christian; Hetzer, Stefan; Gold, Stefan M.; Paul, Friedemann & Haynes, John-Dylan
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Brain activity, regional gray matter loss, and decision-making in multiple sclerosis. Multiple Sclerosis Journal, 24(9), 1163-1173.
Weygandt, Martin; Wakonig, Katharina; Behrens, Janina; Meyer-Arndt, Lil; Söder, Eveline; Brandt, Alexander U.; Bellmann-Strobl, Judith; Ruprecht, Klemens; Gold, Stefan M.; Haynes, John-Dylan & Paul, Friedemann
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Neural mechanisms of perceptual decision-making and their link to neuropsychiatric symptoms in multiple sclerosis. Multiple Sclerosis and Related Disorders, 33, 139-145.
Weygandt, Martin; Behrens, Janina; Brasanac, Jelena; Söder, Eveline; Meyer-Arndt, Lil; Wakonig, Katharina; Ritter, Kerstin; Brandt, Alexander U.; Bellmann-Strobl, Judith; Gold, Stefan M.; Haynes, John-Dylan & Paul, Friedemann
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Altered Coupling of Psychological Relaxation and Regional Volume of Brain Reward Areas in Multiple Sclerosis. Frontiers in Neurology, 11.
Wakonig, Katharina; Eitel, Fabian; Ritter, Kerstin; Hetzer, Stefan; Schmitz-Hübsch, Tanja; Bellmann-Strobl, Judith; Haynes, John-Dylan; Brandt, Alexander U.; Gold, Stefan M.; Paul, Friedemann & Weygandt, Martin
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Blunted neural and psychological stress processing predicts future grey matter atrophy in multiple sclerosis. Neurobiology of Stress, 13, 100244.
Meyer-Arndt, Lil; Hetzer, Stefan; Asseyer, Susanna; Bellmann-Strobl, Judith; Scheel, Michael; Stellmann, Jan-Patrick; Heesen, Christoph; Engel, Andreas K.; Brandt, Alexander U.; Haynes, John-Dylan; Paul, Friedemann; Gold, Stefan M. & Weygandt, Martin
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Neural Processes of Psychological Stress and Relaxation Predict the Future Evolution of Quality of Life in Multiple Sclerosis. Frontiers in Neurology, 12.
Meyer-Arndt, Lil; Schmitz-Hübsch, Tanja; Bellmann-Strobl, Judith; Brandt, Alexander U.; Haynes, John-Dylan; Gold, Stefan M.; Paul, Friedemann & Weygandt, Martin
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Central stress processing, T-cell responsivity to stress hormones and disease severity in multiple sclerosis. Brain Communications, 4(2).
Brasanac, Jelena; Hetzer, Stefan; Asseyer, Susanna; Kuchling, Joseph; Bellmann-Strobl, Judith; Ritter, Kristin; Gamradt, Stefanie; Scheel, Michael; Haynes, John-Dylan; Brandt, Alexander U.; Paul, Friedemann; Gold, Stefan M. & Weygandt, Martin
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Immune signature of multiple sclerosis-associated depression. Brain, Behavior, and Immunity, 100, 174-182.
Brasanac, Jelena; Ramien, Caren; Gamradt, Stefanie; Taenzer, Aline; Glau, Laura; Ritter, Kristin; Patas, Kostas; Agorastos, Agorastos; Wiedemann, Klaus; Demiralay, Cüneyt; Fischer, Felix; Otte, Christian; Bellmann-Strobl, Judith; Friese, Manuel A.; Tolosa, Eva; Paul, Friedemann; Heesen, Christoph; Weygandt, Martin & Gold, Stefan M.
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Prefrontal-amygdala emotion regulation and depression in multiple sclerosis. Brain Communications, 4(3).
Meyer-Arndt, Lil; Kuchling, Joseph; Brasanac, Jelena; Hermann, Andrea; Asseyer, Susanna; Bellmann-Strobl, Judith; Paul, Friedemann; Gold, Stefan M. & Weygandt, Martin
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Body mass, neuro-hormonal stress processing, and disease activity in lean to obese people with multiple sclerosis. Journal of Neurology, 271(4), 1584-1598.
Meyer-Arndt, Lil; Brasanac, Jelena; Gamradt, Stefanie; Bellmann-Strobl, Judith; Maurer, Lukas; Mai, Knut; Steward, Trevor; Spranger, Joachim; Schmitz-Hübsch, Tanja; Paul, Friedemann; Gold, Stefan M. & Weygandt, Martin
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Similar neural pathways link psychological stress and brain-age in health and multiple sclerosis. iScience, 26(9), 107679.
Schulz, Marc-Andre; Hetzer, Stefan; Eitel, Fabian; Asseyer, Susanna; Meyer-Arndt, Lil; Schmitz-Hübsch, Tanja; Bellmann-Strobl, Judith; Cole, James H.; Gold, Stefan M.; Paul, Friedemann; Ritter, Kerstin & Weygandt, Martin
