Bestimmung normativer neuronaler Stressreaktionsmuster: Anwendung von Neuroimaging-Statistik auf psychobiologische Daten

• Antragstellerin: Dr. Gina-Isabelle Henze
• Fachliche Zuordnung: Biologische Psychologie und Kognitive Neurowissenschaften
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 513531314

Stress und stressbezogene Erkrankungen sind ein zentrales gesellschaftliches Problem. Obwohl Tierstudien fundamental zu unserem Wissen über die biologischen Mechanismen von Stress beigetragen haben, existieren sowohl qualitative als auch quantitative Unterschiede in der Übertragbarkeit auf den Menschen, insbesondere hinsichtlich neuronaler Reaktionen. Um die neuronale Stressverarbeitung beim Menschen angemessen zu untersuchen, wurden fMRT-taugliche Stressexperimente wie das ScanSTRESS-Paradigma entwickelt. ScanSTRESS ist ein psychosoziales Stressinduktionsparadigma und konnte in verschiedenen Studien affektive, endokrine, physiologische und neuronale Stressreaktionen hervorrufen. Ausgehend vom Triple-Netzwerk neuronaler Stressverarbeitung und Studien, die psychosoziale Stressoren wie ScanSTRESS einsetzten, leitete sich die Hypothese ab, dass psychosozialer Stress im Speziellen nur zwei der drei Stressnetzwerke aktiviert. Neben dem Salienznetzwerk (SN), das u.a. die Amygdala, Insula und anteriores Cingulum umfasst, scheint auch das Default Mode Network (DMN), das den medialen präfrontalen Kortex, posteriores Cingulum und im weiteren Sinne den Hippocampus umfasst, an psychosozialer Stressverarbeitung beteiligt zu sein. Die typischen Komponenten psychosozialer Paradigmen, insbesondere negatives Feedback, scheinen jedoch eine geringere Reaktivität des dritten Stressnetzwerks, des zentralen exekutiven Netzwerks (ZEN), hervorzurufen. Das erste Ziel des Projektes ist es daher, diese Hypothese in der bestehenden Literatur zur psychosozialen Stressverarbeitung im Gehirn umfassend zu prüfen und anhand (teilweise) bereits publizierter ScanSTRESS-Datensätze zu bestätigen, dass Strukturen des SN und DMN, aber weniger die des ZEN an der neuronalen Verarbeitung von psychosozialem Stress beteiligt sind. Neben solchen aufgabenbasierten fMRT-Aufnahmen sind in der biopsychologisch-neurowissenschaftlichen Stressforschung auch Scans im vollständigen Ruhezustand (Resting State, RS) relevant, da sie Aussagen über die funktionelle Konnektivität (FK) einzelner Strukturen/Netzwerke ermöglichen. Außerdem können wiederholte RS-Scans generiert werden, um beispielsweise Veränderungen in der FK besagter Stressnetzwerke zu evaluieren. Da solche prä-post-RS-Messungen auch für die erwähnten ScanSTRESS-Daten (vor und nach Stressinduktion) vorliegen, wird der so genannte Sandwich Estimator verwendet, um FK-Veränderungen in den stressrelevanten Netzwerken zu bestimmen, wobei weitere Prädiktoren wie das Geschlecht und stressinduzierte Cortisolanstiege berücksichtigt werden. Das Gesamtziel des Projekts ist schließlich die Ableitung und Validierung normativer Stressreaktionsmuster (normative modelling). Solche normativen Muster, abgeleitet von gesunden Proband:innen, sollen es ermöglichen, Abweichungen in zukünftigen (prä-)klinischen Stichproben, die wiederholtem oder chronischem Stress ausgesetzt sind, zu erfassen und zu quantifizieren.

• DFG-Verfahren: WBP Stelle