Unconscious emotional conflict in major depressive disorder: A simultaneous EEG-fMRI study

• Applicant: Professorin Dr. Ute Habel, since 6/2020
• Subject Area: Biological Psychiatry ; Human Cognitive and Systems Neuroscience ; Cognitive, Systems and Behavioural Neurobiology
• Term: from 2020 to 2024
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 441023175

• Final Report Year: 2025

Final Report Abstract

Das Projekt an der Uniklinik RWTH Aachen widmete sich der Erforschung der neurophysiologischen Grundlagen von emotionalen Konflikten auf unbewusster und bewusster Ebene bei Patienten mit Depression. Durch den Einsatz von simultanen EEG- und fMRI-Technologien wurden neue Erkenntnisse über die zeitliche und räumliche Verarbeitung von emotionalen Stimuli bei dieser Patientengruppe gewonnen. Die Studie kombinierte EEG mit fMRT, um gleichzeitig die elektrische Aktivität und die Blutflussänderungen im Gehirn zu messen. Die Forschung konzentrierte sich auf die unbewusste und bewusste Wahrnehmung von emotional geladenen Gesichtsausdrücken. Verschiedene Präsentationszeiten wurden getestet, um die optimale unbewusste Wahrnehmungsschwelle zu bestimmen, wobei 16,7 ms als optimal identifiziert wurde. Des Weiteren wurden individuelle Einflussfaktoren auf die Emotionsverbreitung untersucht (Sprachmerkmale, Psychologische Faktoren und Verhalten). Die MDD-Gruppe zeigte eine geringere Effektgröße in den Bedingungen Emotion und Bewusstheit, was auf eine verminderte Kapazität zur Emotionsverarbeitung im Vergleich zur HC-Gruppe hindeutet. Personen mit MDD könnten einen unbewussten emotionalen Bias und veränderte Emotionsverarbeitung aufweisen, wie durch verlangsamte Reaktionszeiten (RTs) auf positive Emotionen angezeigt wird. Unsere Studie hob die potenzielle Rolle kortikaler Regionen bei der Modulation der Verarbeitung unbewusster emotionaler Stimuli hervor. Sowohl EEG- als auch fMRI-Signale spiegelten die bewusste im Vergleich zur unbewussten Stimulusverarbeitung wider, während die N170-Amplitude ein geeignetes Maß darstellte. Zusammenfassend unterstreicht diese Arbeit die Rolle automatischer Aufmerksamkeitsverzerrungen gegenüber negativen Informationen bei der Aufrechterhaltung depressiver Symptome und liefert eine Grundlage für die Entwicklung gezielter Interventionen. Darüber hinaus identifizierte dieses Projekt eine optimale unbewusste Präsentationszeit von 16,7 ms, die eine Grundlage für weitere Untersuchungen der unbewussten Verarbeitung bietet. Diese Ergebnisse unterstützen die Hypothese, dass Depression eine automatische Aufmerksamkeitsverzerrung gegenüber negativen Informationen beinhaltet, die zur emotionalen Dysregulation beiträgt. Die Erkenntnisse des Projekts erweitern das Verständnis der Mechanismen, die den depressiven Störungen zugrunde liegen, und könnten zur Entwicklung spezifischer diagnostischer Tools oder therapeutischer Ansätze beitragen. Die Identifikation der optimalen unbewussten Präsentationszeit bietet zudem eine Basis für die weitere Forschung in der unbewussten Emotionsverarbeitung. Die Ergebnisse könnten insbesondere in der Entwicklung von neuartigen Therapiemethoden, die auf der Modulation unbewusster Verarbeitungsprozesse basieren, und in verbesserten diagnostischen Verfahren Anwendung finden. Zusätzliche ERP-Komponenten (P1 und P3) könnten in zukünftigen Forschungen untersucht werden, um ihr Potenzial bei der Erfassung der Wahrnehmung unbewusster Stimuli zu bewerten. Unsere Ergebnisse beleuchten die Beziehung zwischen unbewusster Emotionsverarbeitung und - regulation.

Publications

• Unbewusster emotionaler Konflikt bei Major Depression. Euregio Brain Networking (EBN) Conference, Jülich (Vortrag).
  Schräder, J.
  
• Unbewusster emotionaler Konflikt bei Major Depression: Eine simultane EEG-fMRI-Studie. 28. Jahrestagung der Organization for Human Brain Mapping, Glasgow, Schottland.
  Schräder, J., Habel, U., Jo, H. & Wagels, L.
  
• Identifizierung individueller Unterschiede in der (un)bewussten Emotionsverarbeitung und Entscheidungsfindung mittels hierarchischer Drift-Diffusions-Modelle. Society for Neuroeconomics, Vancouver, Kanada.
  Schräder, J., Habel, U., Jo, H., Herzberg, L., Kranz, M., Walter, F. & Wagels, L.
  
• Identifying the duration of emotional stimulus presentation for conscious versus subconscious perception via hierarchical drift diffusion models. Consciousness and Cognition, 110, 103493.
  Schräder, Julia; Habel, Ute; Jo, Han-Gue; Walter, Franziska & Wagels, Lisa
  
• Einsatz von Sprach-Biomarkern in der Psychiatrie. Deutsche Gesellschaft für Psychiatrie und Psychotherapie, Psychosomatik und Nervenheilkunde (DGPPN), Berlin, Deutschland (Vortrag).
  Schräder, J.
  
• Neurophysiological Pathways of Unconscious Emotion Processing in Depression: Insights From a Simultaneous Electroencephalography–Functional Magnetic Resonance Imaging Measurement. Biological Psychiatry: Cognitive Neuroscience and Neuroimaging, 9(11), 1121-1131.
  Schräder, Julia; Herzberg, Lennard; Jo, Han-Gue; Hernandez-Pena, Lucia; Koch, Julia; Habel, Ute & Wagels, Lisa
  
• The voice of depression: speech features as biomarkers for major depressive disorder. BMC Psychiatry, 24(1).
  Menne, Felix; Dörr, Felix; Schräder, Julia; Tröger, Johannes; Habel, Ute; König, Alexandra & Wagels, Lisa
  
• Verständnis von (un)bewussten Informationsverarbeitungsnetzwerken durch die Kombination simultaner EEG-fMRI- Messungen mithilfe des Optimal Transport. 30. Jahrestagung der Organization for Human Brain Mapping, Seoul, Südkorea.
  Schräder, J., Kühn, D., Kellermann, T., Rompelberg, L., Jo, H.G., Herzberg, L., Habel, U., Michael, S. & Wagels, L.
  
• Identifying P100 and N170 as electrophysiological markers for conscious and unconscious processing of emotional facial expressions. Frontiers in Behavioral Neuroscience, 18.
  Herzberg, Lennard; Schräder, Julia; Jo, Han-Gue; Habel, Ute & Wagels, Lisa