P-06-01:
abgesagt: 6-Jahres-Follow-up zu subjektiven neurokognitiven Einschränkungen im Zusammenhang mit Lebensstil und Stimmung unter der Berücksichtigung von Auswirkungen der COVID-19-Pandemie
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Autor:innen:
Nathalie Werkle, Hamburg (Germany)
Anja Göritz, Freiburg (Germany)
Steffen Moritz, Hamburg (Germany)
Einführung
Die Aussagekraft von subjektiven neurokognitiven Beschwerden (subjective cognitive complaints; SCC) für die Diagnostik von (objektiven) neurokognitiven Einschränkungen ist bis heute umstritten. Es zeigt sich jedoch ein konsistenter Zusammenhang zwischen SCC und Stimmungsvariablen wie Depression und Ängstlichkeit. Immer wieder werden daher verschiedene Lebensstilvariablen als mögliche Einflussfaktoren diskutiert. Die andauernde COVID-19-Pandemie hatte und hat immer noch einen erheblichen Einfluss auf das öffentliche und private Leben und die mentale Gesundheit der Menschen, insbesondere auf die emotionale Befindlichkeit. Zudem gibt es Hinweise auf psychiatrische Auswirkungen durch eine SARS-COV-2-Infektion selbst: Viele an COVID-19 Erkrankte berichten von neurokognitiven Beeinträchtigungen wie eine Verschlechterung der Aufmerksamkeitsleistung.
Ziel der vorliegenden Studie ist es, die Zusammenhänge zwischen SCC, kognitiver Leistungsfähigkeit, Lebensstil und Stimmung vor dem Hintergrund der COVID-19-Pandemie und ihrer Auswirkungen im Vergleich zum erstmaligen Zeitpunkt der Erhebungen zu untersuchen.
Methode
Die Stichprobe umfasste 539 Personen. Teilnehmende der ursprünglichen Erhebung aus 2015 wurden erneut eingeladen über die Online-Plattform WiSoPanel. Erhoben wurden neben soziodemografischen und psychopathologischen Daten, subjektive kognitive Beschwerden, objektive kognitive Leistungsfähigkeit und Lebensstilvariablen.
Die Auswertung erfolgt über logistische Regressionsmodelle.
Ergebnisse
Die statistische Analyse der Daten steht noch aus.
Schlussfolgerungen
Die Untersuchung lässt neue Erkenntnisse bezüglich des prädiktiven und diagnostischen Wertes von SCC erwarten, sowohl bezogen auf objektive Performanz als auch auf die psychische Gesundheit. Zusätzlich können Erkenntnisse gewonnen und in Bezug gesetzt werden bezüglich des potentiell belastenden Einflusses der COVID-19-Pandemie und einer SARS-COV-2-Infektion.
P-06-02:
Associations between cognitive dysfunction and structural connectivity in major depressive disorder – analyses from a network perspective
Marius Gruber, Münster (Germany)
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Autor:innen:
Marius Gruber, Münster (Germany)
Jonathan Repple, Münster (Germany)
Marco Mauritz, Münster (Germany)
Susanne Meinert, Münster (Germany)
Hannah Lemke, Münster (Germany)
Alexandra Winter, Münster (Germany)
Andreas Jansen, Marburg (Germany)
Igor Nenadic, Marburg (Germany)
Tilo T. J. Kircher, Marburg (Germany)
Udo Dannlowski, Münster (Germany)
Introduction: Cognitive dysfunction is a common symptom of major depressive disorder (MDD) that affects acutely depressed and remitted patients and leads to severe impairment in psychosocial functioning. Aiming to identify a potential mechanism underlying this symptom, we investigated associations between cognitive performance (CP) and brain structural connectivity (SC) in acutely depressed (MDDa, n = 315) or remitted MDD patients (MDDr, n = 377) and healthy control subjects (HC, n = 821) from the Marburg Münster Affective Cohort Study.
Methods: CP was assessed using 14 cognitive tests aggregated into three cognitive factor scores (CFS) using exploratory factor analysis. SC was quantified using network-based modeling of diffusion tensor imaging data. CFS were tested for remission status effects using Analyses of Covariance (ANCOVA). Network-based statistics (NBS) were applied to identify subnetworks of white matter connections whose SC was associated with a given CFS. MDD-related effects in the subnetworks were detected post-hoc using ANCOVA and correlational analyses.
Results: MDDa and MDDr performed significantly worse than HC in all three and two of the three CFS, respectively. NBS identified three subnetworks of connections whose SC was associated with one of the three CFSs. Post-hoc analyses revealed significantly reduced SC in MDDa compared to HC in a subnetwork associated with the processing speed CFS. This finding was supported by significant partial correlations between processing speed CFS, depressive symptom severity (measured by the Hamilton Depression Rating Scale), and subnetwork-specific SC.
Conclusion: Our results confirm previous findings of a direct link between CP and SC. While our analyses revealed no significant differences in the CP-SC association between MDD patients and HCs, they do provide evidence that modest but widespread reductions of SC within contributing subnetworks may be a mechanism of cognitive dysfunction in acute depression.
P-06-03:
Deficient perception of empirical entropy drives boredom in patients with attention deficit hyperactivity disorder
Johannes Seiler, Mainz (Germany)
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Autor:innen:
Johannes Seiler, Mainz (Germany)
Ohad Dan, New Haven CT (United States)
Yonatan Loewenstein, Jerusalem (Israel)
Oliver Tüscher, Mainz (Germany)
Simon Rumpel, Mainz (Germany)
Boredom has been defined as an aversive mental state that is induced by the disability to engage in satisfying activity, most often experienced in monotonous environments. Furthermore, boredom has been linked to a wide variety of mental disorders, ranging from attention deficit hyperactivity disorder (ADHD) over addictive disorders up to depression, constituting a phenomenon with high clinical relevance. However, current understanding of the situational factors inducing boredom remains qualitative. In the present study, we introduce a two-alternative forced-choice task coupled with sensory stimulation of different degrees of monotony which we applied in a group of healthy human subjects and a group of adult ADHD patients. We observe that all subjects develop a bias in decision-making avoiding the more monotonous alternative that is correlated with self-reported state boredom. In order to further investigate the factors driving this boredom-related bias, we used theoretical modeling and find that the empirical entropy in the sequence of individually experienced stimuli, a measure of information gain, serves as a major determinant to predict choice behavior. Comparing the impact of empirical entropy on choice behavior between both groups, we find that ADHD patients are less susceptible to experienced entropy. Together, our findings (i) pinpoint boredom as an individual’s emotional response to a lack of information in its sensory input and (ii) identify the incapability to draw this information from an environment as a critical factor of increased boredom in ADHD.
P-06-04:
Einfluss des räumlichen und verbalen Arbeitsgedächtnisses auf die Rechenleistung und Platz-Wert-Integration mit mehrstelligen Zahlen
Selina Galefski, Tübingen (Germany)
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Autor:innen:
Selina Galefski, Tübingen (Germany)
Tobias Schwippel, Tübingen (Germany)
Christina Artemenko, Tübingen (Germany)
Christian Plewnia, Tübingen (Germany)
Hans-Christoph Nuerk, Tübingen (Germany)
Beeinträchtigungen des Arbeitsgedächtnisses finden sich in einer Vielzahl an neuropsychiatrischen Erkrankungen wie Schizophrenie und Demenz. Studien weisen auf einen starken Zusammenhang zwischen der Arbeitsgedächtnis– und Rechenleistung hin. Allerdings wird hierbei die Rechenleistung meist nur global erfasst oder mit einfachen, einstelligen Rechenaufgaben, während komplexere Prozesse wie die Platz-Wert-Integration oft außer Acht gelassen werden. Beeinträchtigungen des Arbeitsgedächtnisses wirken sich jedoch vor allem bei komplexeren Rechenaufgaben negativ aus.
Aus diesem Grund untersuchen wir den Einfluss des Arbeitsgedächtnisses auf das Rechnen und die Platz-Wert-Integration am Beispiel des Übertragseffekts. 46 gesunde Proband_innen werden eine visuell-räumliche und eine verbale n-back Arbeitsgedächtnisaufgabe durchführen. In der anschließenden Kopfrechenaufgabe wird nicht nur Performanz (Reaktionszeit und Genauigkeit) gemessen, sondern auch die Komplexität der Platz-Wert-integration durch Überträge (ohne: „213 + 546“ vs. mit 287 + 369) und Borgen (ohne: 654 - 312 vs. mit: „624 – 368“) variiert. Unterschieden wird zudem zwischen Additions- und Subtraktionsaufgaben.
Wir erwarten einen positiven Zusammenhang zwischen der Arbeitsgedächtnis- und der globalen Rechenleistung sowie, dass komplexe Platz-Wert-Integration bei besserer Arbeitsgedächtnisleistung leichter fällt: das heißt wir erwarten einen geringeren Übertragseffekt bei Probanden mit höherer Arbeitsgedächtnisleistung. Explorativ untersuchen wir, ob dabei das visuell-räumliche oder das verbale Arbeitsgedächtnis von besonderer Bedeutung sind und ob Unterschiede zwischen den Rechenoperationen vorliegen.
Ergebnisse dieser Studie können dazu beitragen zukünftig maßgeschneiderte Interventionen bei Störungen der Rechenfähigkeit und des Arbeitsgedächtnisses zu entwickeln.
P-06-05:
Langanhaltende temporale Korrelation der spontanen neuronalen Oszillationen bei erwachsenen Patienten mit Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätsstörung (ADHS)
Jue Huang, Leipzig (Germany)
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Autor:innen:
Jue Huang, Leipzig (Germany)
Matti Gärtner, Berlin (Germany)
David Petroff, Leipzig (Germany)
Nicole Mauche, Leipzig (Germany)
Maria Strauß, Leipzig (Germany)
Wissenschaftliche Untersuchungen haben eine zeitliche Struktur der spontanen neuronalen Oszillationen gezeigt: Die Amplitudenfluktuation neuronaler Oszillationen scheint zu einem bestimmten Zeitpunkt von der Amplitudenfluktuation in der Vergangenheit abzuhängen und wiederum die nachfolgende Fluktuation zu beeinflussen. Eine Quantifizierung dieser Fluktuationen erfolgt mittels der LRTC. Abweichungen der LRTC gelten als ein Indikator für eine zerebrale Funktionsbeeinträchtigung v.a. der Aufmerksamkeit und des Arbeitsgedächtnisses. Bislang ist unklar, wie die LRTC bei adulten Patienten mit ADHS aussieht. Letztere leiden unter einer Konzentrationsstörung und haben eine instabile EEG basierten ZNS-Arousal-Regulation. Das Hauptziel dieser Studie war, die LRTC bei ADHS-Patienten zu erfassen und ihren Zusammenhang zu klinischen und anderen EEG Parametern zu untersuchen.
Nach gestellter ADHS Diagnose gemäß DSM-IV wurde die aktuelle ADHS und depressive Symptomatik mittels der Selbstbeurteilungs-Fragebögen CAARS und BDI erfasst. Nachfolgend erhielten alle Patienten ein 15-minütigen Ruhe-EEG. Die LRTC-Berechnung erfolgte mittels der Methoden Bandpassfilterung, Hilbert-Transformation und trendbereinigenden Fluktuationsanalyse.
Alle 89 Patienten zeigten, trotz der Ruhebedingungen, signifikante LRTC. Die Korrelationsanalysen ergaben einen negativen Zusammenhang zwischen der LRTC und der ZNS-Arousal-Regulation. Zudem zeigte sich ein positiver Zusammenhang zwischen der LRTC und dem ADHS Symptomschwergrad, v.a. der Unaufmerksamkeit. Des weiteres zeigten die Patienten mit einer zusätzlichen depressiven Symptomatik eine stabile Arousal-Regulation und eine theta-LRTC-Reduktion.
Nach unserem Kenntnisstand handelt es sich hierbei um die erste Studie, welche die zeitliche Struktur spontaner neuronaler Oszillationen von adulten ADHS-Patienten untersucht. Möglicherweise wird die LRTC bei Patienten von der ZNS-Arousal-Regulation und einer zusätzlichen depressiven Symptomatik beeinflusst.
P-06-06:
abgesagt: Theta band activity during working memory gating processes
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Autor:innen:
Lorenza Colzato, Dresden (Germany)
Zhang Wenxin, Jinan (China)
Nicole Wolff, Dresden (Germany)
Christian Beste, Dresden (Germany)
Moritz Mückschel, Dresden (Germany)
Goal-directed behavior requires cognitive control and working memory processes, which are assumed to rely on overlapping neurophysiological mechanisms. Theta band activity, for example, is important in both functions. Different aspects of information relating to stimulus content, motor processes, and stimulus-response interactions have been found to be concurrently coded in theta band activity for cognitive control processes. Theoretical considerations suggest that these different aspects of information coded in theta band activity need to be controlled during working memory gating processes, but direct evidence is lacking. Using temporal electroencephalography signal decomposition, time-frequency decomposition and beamforming, we show that working memory gate opening and gate closing is affected by stimulus-related information, motor response-related information, and information referring to the inter-relationship of the stimulus and the motor responses in theta band activity in parallel. Nevertheless, theta band activity, particularly stimulus-related information, predicts behavioral markers of working memory gating. These contemporaneous modulations are processed in different functional neuroanatomical structures, according to the findings. This dynamic is linked to the medial frontal cortex, temporal cortical areas, and the insular cortex in particular. The findings provide further evidence that information coding principles relevant to cognitive control processes are crucial for understanding working memory gating.
P-06-07:
Neural processing of benevolent, tickling and taunting laughter in disruptive behavior disorders
Anne Martinelli, Frankfurt am Main (Germany)
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Autor:innen:
Anne Martinelli, Frankfurt am Main (Germany)
Dirk Wildgruber, Tübingen (Germany)
Anka Bernhard, Frankfurt (Germany)
Katharina Ackermann, Frankfurt (Germany)
Christine M. Freitag, Frankfurt (Germany)
Benjamin Kreifelts, Tübingen (Germany)
Introduction: Human laughter is a powerful means of communicating social intention, from benign and welcoming to hostile and ridiculing. Misattribution of the social intention of others, such as in response to laughter, may be associated with maladaptive psychosocial development, particularly aggressive behavior. Method: We investigated the relationship between aggressive behavior and the neural (fMRI) correlates of social intention attributions of benevolent, tickling and taunting laughter in youth with disruptive behavior disorders (DBD; N = 61; 22 female; 13.6(2.4) years) compared to a control group without DBD (CG; N = 92; 48 female; 14.5(2.3) years), while considering dimensional effects of physical aggression (PA), callous-unemotional traits (CU), age and sex. Results: DBD attributed more hostile social intention towards benevolent laughter than CG (t(151) = 5.78, p < .001). Hostile attributions increased linearly with PA, controlling for age, sex and CU (β = 0.225, p < .026). Neurobiologically, group comparisons (DBD < CG; DBD > CG) were non-significant. Considered dimensionally, right hippocampal activation decreased with hostile attributions of tickling laughter with PA (MNI [24 -33 6], T = 4.26, k = 121, pFWE-cluster = .043), while increasing with CU (MNI [27 -36 9], T = 3.96, k = 138, pFWE-cluster = .030). Discussion: Results indicate deviant interpretations and neural processing of laughter in DBD, dependent on laughter type. A tendency to overattribute hostile social intention to benevolent social stimuli may underlie heightened reactive physical aggression, reducing the likelihood of positive social interaction. Neurobiologically, suppressor effects between PA and CU were found in hippocampal response to tickling laughter, implicating distinct memory system activation during intent attributional processes and underlining the importance of considering both symptoms of DBD independently in further research.
P-06-08:
Abnahme der fraktionalen Anisotropie im anterioren Corpus callosum erwachsener ADHS-Patienten nach Stimulanzienbehandlung – eine DTI-Studie
Markus Kölle, Bonn (Germany)
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Autor:innen:
Markus Kölle, Bonn (Germany)
Sarah Mackert, Bonn (Germany)
Katharina Heckel, Ulm (Germany)
Alexandra Philipsen, Bonn (Germany)
Martin Ulrich, Ulm (Germany)
Georg Grön, Ulm (Germany)
Einführung: Es gibt nur wenige Studien über Veränderungen der weißen Substanz unter Stimulanzienbehandlung bei ADHS-Patienten. Mit dieser Studie wollen wir die Auswirkungen einer sechswöchigen Stimulanzienbehandlung auf die Struktur der weißen Substanz bei erwachsenen ADHS-Patienten untersuchen.
Methode: Wir untersuchten mit Hilfe der Diffusions-Tensor-Tomographie (DTI) eine Kohorte von 54 ADHS-Patienten (15 Frauen) mit einem Durchschnittsalter von 26,9 (SD=5,5) Jahren. Die Patienten wurden vor und nach einer Stimulanzienbehandlung (Methylphenidat) anhand von symptomspezifischen Fragebögen, neuropsychologischen Tests und DTI charakterisiert. Die abhängige Variable war die Prä-zu-Post-Veränderung der fraktionellen Anisotropie (FA) in vordefinierten Bahnen der weißen Substanz.
Ergebnisse: Nach der Stimulanzienbehandlung zeigte das Gewebe der weißen Substanz des vorderen Corpus callosum eine signifikant niedrigere FA (p < 0,05, FWE-korrigiert). Kein anderer Bereich zeigte signifikante Effekte für diesen Vergleich. Die FA-Abnahme im Corpus callosum korrelierte mit der Abnahme der CAARS-Symptomschwere (p=0,004, r=0,3811).
Schlussfolgerung: Vor und nach der Behandlung mit Stimulanzien wurden Unterschiede im anterioren Corpus callosum von erwachsenen ADHS-Patienten gefunden. Die FA in diesem Cluster korrelierte mit der Verbesserung des Schweregrades der ADHS-Symptome. Eine DTI-Analyse derselben unmedizierten Patientenstichprobe zeigte keine signifikanten FA-Unterschiede für diese Region im Vergleich zu gesunden Kontrollen. Wir interpretieren die Abnahme der Anisotropie als Korrelat einer erhöhten neuronalen Verzweigung und Myelinisierung in dieser Region kreuzender Faserbündel und somit als Zunahme der strukturellen Konnektivität frontaler Netzwerke unter Stimulanzienbehandlung.
P-06-09:
Geringere fraktionale Anisotropie des kortiko-thalamischen Trakts bei erwachsenen ADHS-Patienten – eine DTI-Studie
Sarah Mackert, Bonn (Germany)
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Autor:innen:
Sarah Mackert, Bonn (Germany)
Markus Kölle, Bonn (Germany)
Katharina Heckel, Ulm (Germany)
Alexandra Philipsen, Bonn (Germany)
Martin Ulrich, Ulm (Germany)
Georg Grön, Ulm (Germany)
Einleitung: Die Ergebnisse von Diffusion Tensor Imaging (DTI)-Untersuchungen der weißen Substanz bei ADHS sind nicht eindeutig und es gibt nur wenige Studien mit erwachsenen ADHS-Patienten.
Methoden: Es wurde eine Gruppe von 54 unbehandelten erwachsenen ADHS-Patienten (15 Frauen) mit einem Durchschnittsalter von 26,9 (SD=5,5) Jahren untersucht. Die Patienten wurden durch symptomspezifische Fragebögen, neuropsychologische Tests und DTI charakterisiert. Als Kontrollgruppe dienten 51 gesunde Kontrollpersonen, die nach Alter, Geschlecht und abgeschlossenen Schuljahren gematcht waren. Die fraktionale Anisotropie (FA) wurde berechnet und zwischen den Gruppen für vordefinierte Trakte der weißen Substanz unter Berücksichtigung verschiedener Kovariaten verglichen.
Ergebnisse: Die einzige Region, die in unserer Studie signifikant unterschiedliche FA-Werte zeigte, war der kortiko-thalamische Trakt (p < 0,05, FWE-korrigiert). Hier fand sich bilateral eine signifikant niedrigere fraktionale Anisotropie bei ADHS-Patienten im Vergleich zu gesunden Kontrollen.
Schlussfolgerung: Die weiße Substanz erwachsener ADHS-Patienten zeigte eine signifikant niedrigere fraktionale Anisotropie im kortikothalamischen Trakt, was ein Korrelat der verzögerten Hirnreifung und der Aufmerksamkeitsdefizite bei ADHS sein könnte.
P-06-10:
abgesagt: Behandlung mit SSRI ist assoziiert mit Hypermethylierung am Serotonin-Transporter-Gen
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Autor:innen:
Heike Weber, Würzburg (Germany)
Katharina Domschke, Freiburg (Germany)
Catherina Wurst, Würzburg (Germany)
Jürgen Deckert, Würzburg (Germany)
Sarah Kittel-Schneider, Würzburg (Germany)
Andreas Menke, Bernau a. Chiemsee (Germany)
Unipolar depressive Erkrankungen (UD) haben eine Heritabilität von ca. 30%. Insbesondere der Serotonintransporter-Längenpolymorphismus 5-HTTLPR wurde in den letzten Jahren immer wieder als Kandidatengenvariante diskutiert. Aufgrund der uneinheitlichen Studienlage werden für 5-HTTLPR auch epigenetische Regulationsmechanismen vermutet, deren Interpretation jedoch durch viele verzerrende Einflussfaktoren erschwert ist. So ist etwa die Wirkung vieler Medikamente auf das Epigenom noch unklar. Ein Zusammenhang zwischen antidepressiven Psychopharmaka und epigenetischen Veränderungen ist bislang nur wenig erforscht bzw. sind bisherige Ergebnisse widersprüchlich.
Wir untersuchten den Einfluss des funktionellen 5-HTTLPR-Genotyps auf den Therapieerfolg stationär-psychiatrischer Behandlung bei 217 UD-Patienten. Darüber hinaus screenten wir bei einer Subgruppe von 87 Patienten 81 Cytosin-Guanin-Dinukleotide Seiten (CpG sites) der Promotorregion des funktionellen 5-HTTLPR sowie des rs25531-SNP mittels MALDI-TOF auf Methylierungsveränderungen.
Wir konnten keine signifikante Assoziation von Genotyp, funktionellem Genotyp oder DNA-Methylierung auf die mittels Hamilton-Skala ermittelte Therapieresponse nachweisen. Bei 2 CpGs war SSRI-Gabe tendenziell mit Hypermethylierung assoziiert (Messwiederholungs-ANOVA, p=0,065). Das Signifikanzniveau nahm mit steigender Medikationsdauer zu (p=0,004). Die Ergebnisse blieben auch nach Bonferroni-Korrektur sowie Kontrolle für Geschlecht, Alter, und Nikotinkonsum signifikant (p=0,005). Der Effekt war für die Methylierungsergebnisse der 1. und 2. Behandlungswoche am deutlichsten ausgeprägt und fiel in den Folgewochen sukzessiv ab. SSRI-bedingte epigenetische Veränderungen scheinen sich daher erst mit zeitlicher Latenz zu manifestieren.
Unsere Ergebnisse legen nahe, dass unkorrigierte SSRI-bedingte Methylierungsveränderungen falsch-positive Studienergebnisse begünstigen könnten.
P-06-11:
abgesagt: Neurofilament light protein as potential biomarker of treatment resistant depression
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Treatment resistant depression (TRD) is associated with a sizable impact on quality of life causing severe consequences for social integrity, individual health and socioeconomic state. Lacking effective and well-established treatment strategies for these severe affected patients, in- and outpatient care remains challenging for both patients and the health system. Biomarkers reliably reflecting neuropathological processes could help to understand the actual mechanisms in treatment resistance leading to innovative and more effective treatment options. Today, disruptions of neuronal networks are supposed to play a major role in selected psychiatric conditions. One important substrate of these neural networks is the axon. For a short time only, neurofilament light protein (NFL) is under discussion as a reliable biomarker of neuro-axonal damage in selected neurological and neurodegenerative diseases. NFL is an abundant part of the axonal cytoskeleton and axonal damage may lead to a release of NFL into the cerebrospinal fluid (CSF) and blood. Today, technological advancements enable its determination in very low concentrations not only in the CSF but also in plasma. We hypothesize that TRD correlates with increased plasma levels of NFL reflecting neuro-axonal damage within circuits processing affective responses. To evaluate our hypothesis we collect plasma samples of 20 patients with TRD participating in an efficacy study of deep brain stimulation of the superolateral branch of the medial forebrain bundle (slMFB).
P-06-12:
Convergence of FKBP5 methylation, transcriptomic, and psychopathological risk signatures for mood disorders in the ventromedial prefrontal cortex
Thomas Leon Kremer, Mannheim (Germany)
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Autor:innen:
Thomas Leon Kremer, Mannheim (Germany)
Urs Braun, Mannheim (Germany)
Junfang Chen, Mannheim (Germany)
Anais Harneit, Mannheim (Germany)
Emanuel Schwarz, Mannheim (Germany)
Andreas Meyer-Lindenberg, Mannheim (Germany)
Heike Tost, Mannheim (Germany)
Background: Prefrontal-limbic brain circuits play a crucial role in maintaining mental health and mediating environmental influeneces on psychiatric risk. However, the mechanisms, which translate environmental influences into brain alterations are not clear, but potentially invole DNA methylation of FKBP5, a regulator of the HPA-axis.
Methods: 395 healthy, caucasian participants underwent T1-MPRAGE MRI-scans. We conducted two voxel-based morphometric linear regressions (i) of FKBP5 methylation, acquired using Illumina EPIC arrays on whole-blood, on a ROI, that containted the medial prefrontal cortex (PFC), amygdala, and hippocampus and (ii) of trait anxiety, in the trait anxiety questionnaire STAI-T, on the FKBP5-related variance within that ROI. We then tested a spearman correlation between the parcel-wise FKBP5-related T-values, derived from the voxel based morphometry, and parcel-wise FKBP5 expression in the AHBA public dataset. If appropriate the participants age, sex, TIV, smoking, the bloods cell composition, and the methylomes first 10 PCs were included as covariates.
Results: Gray matter volume in the ventromedial PFC is associated with both (i) FKBP5 methylation (T=3.99, p=.039 FWE-corrected in ROI) and (ii) trait anxiety (T=-3.68, p=.045 FWE-corrected in ROI). The FKBP5-related parcel-wise T-value-distribution correlates negatively with parcel-wise FKBP5 expression (T=-2.90, p=0.004).
Conclusions: We demonstrate that FKBP5 methylation and psychopathological risk converge on the same regions within a well-known brain circuit underlying neural stress processing. The derived statistical relation between peripheral FKBP5 methylation and brain structure is strongly correlated with brain wide expression of FKBP5, indicating a direct functional relationship between FKBP5 and neural structure in mediating environmental influences on psychiatric risk.
P-06-13:
How to proof dopamine supersensitivity in humans using simultaneous PET/MR dopamine supersensitivity – a pilot study
Christian Schmitz, Mannheim (Germany)
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Autor:innen:
Christian Schmitz, Mannheim (Germany)
Xenia Hart, Mannheim (Germany)
Moritz Spangemacher, Mannheim (Germany)
Nina Schwind, Mannheim (Germany)
Jana Roth, Mannheim (Germany)
Gerhard Gründer, Mannheim (Germany)
Background
After the first episode of schizophrenia, maintenance treatment with antipsychotic agents is the primary therapeutic regime recommended by international guidelines (NICE 2014, SIGN 2013, DGPPN 2019). However, long-term use of dopamine antagonists has been associated with an increasing risk of relapse after withdrawal and with treatment resistance. A possible underlying molecular mechanism might be dopamine supersensitivity (DS), an alteration of the dopaminergic system with upregulated dopamine receptor density and increased sensitivity of the dopaminergic system for dopamine agonists (Suzuki et al., 2015).
Even though animal models could clearly show DS upon long-term treatment with dopamine antagonists (Sander, 2013), the phenomenon has not been investigated in humans, yet. Thus, we want to perform a human study with combined PET/MR-imaging in order to investigate DS.
Methods
We are piloting the use of combined PET/MR with a pharmacological intervention in healthy humans. We measure the average dopamine binding potential BPND (ND = non-displaceable) with [18F]fallypride, a selective dopamine D2/3 receptor-tracer, and analyze it with a simplified reference tissue model. Simultaneously, we quantify the change of cerebrovascular blood flow (CBF) in the striatum upon the administration of the dopamine agonist apomorphine with a pseudo-continuous arterial spin labelling sequence.
Results
The preliminary data of 6 healthy subjects shows an average dopamine BPND of 16.6 in the striatal areas. We show an average increase of cerebrovascular blood flow (CBF) upon the injection of apomorphine of 3.8±2.6 ml/100g/min in this region. The BPND and the increase of CBF show a linear correlation of r=0.07.
Conclusion
With our piloting study, we are able to show that the simultaneous investigation of dopamine BPND and CBF is feasible. The occurrence of DS will be further explored in our subsequent study including premedicated and unmedicated patients with schizophrenia.
P-06-14:
Ketamin führt über eine spezifische NMDAR Blockade auf Interneuronen zur Enthemmung von Pyramidenzellen
Fatih Erdogdu, Freiburg im Breisgau (Germany)
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Autor:innen:
Fatih Erdogdu, Freiburg im Breisgau (Germany)
Stefan Vestring, Freiburg (Germany)
Claus Normann, Freiburg (Germany)
Einleitung: Der NMDAR Antagonist Ketamin wird seit kurzem erfolgreich zur Behandlung affektiver Störungen eingesetzt, besonders hierbei ist der innerhalb von Stunden einsetzende Wirkeffekt. Der zugrunde liegende Mechanismus ist nicht final geklärt, vieles deutet jedoch daraufhin, dass eine Enthemmung von Pyramidenzellen durch präferentielle Blockade von NMDAR auf hemmenden Interneuronen ursächlich sein könnte. Da NMDARs aus unterschiedlichen Untereinheiten zusammengesetzt sind, sich dieser Aufbau auf Pyramidenzellen und Interneuronen unterscheiden und Ketamin mit verschiedenen Affinitäten an den jeweiligen Subtyp bindet, könnte eine therapeutische Konzentration vorwiegend auf Interneuronen wirken und dort zur Enthemmung führen. Bisher fehlt der direkte Nachweis, dass Ketamin NMDARs auf Pyramidenzellen und Interneuronen funktional unterschiedlich stark blockiert.
Methoden: Elektrophysiologische Messung von NMDAR und AMPAR-Strömen auf CA1 Pyramidenzellen und somatostatin-positiven Interneuronen durch fluoreszenzgesteuerte Identifikation im Hippocampus von Mäusen. Badapplikation verschiedene Ketaminkonzentrationen und Untersuchung zu unterschiedlichen Entwicklungszeitpunkten, sowie viele Kontrollexperimente durch weitere NMDAR (DAP-5) und AMPA (CNQX) Blocker.
Erg:Ketamin führt in adulten Tieren zu einer signifikanten Blockade der NMDAR-Ströme auf Interneuronen, wohingegen die NMDAR Ströme in CA1 Pyramidenzelle durch die gleiche Konzentration nicht vermindert ist. Zudem zeigt sich eine stark altersabhängige Entwicklung; mit zunehmendem Alter nimmt die NMDAR-Blockade auf CA1-Zellen durch Ketamin ab.
S:In dieser Arbeit gelang zum ersten Mal der direkte experimentelle Nachweis einer präferentiellen Blockade von NMDAR auf Interneuronen durch Ketamin in antidepressiv wirksamen Konzentrationen. Dieser bisher fehlende Nachweis unterstützt die Disinhibitionshypothese von Ketamin und kann zudem eine Erklärung geben warum andere NMDA Blocker keine antidepressive Wirkung zeigen.
P-06-15:
Epigenetische Unterschiede zwischen Respondern und Non-Respondern auf eine antidepressive Pharmakotherapie – eine Methylom-weite Assoziationsstudie
Jan Engelmann, Mainz (Germany)
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Autor:innen:
Jan Engelmann, Mainz (Germany)
Lea Zillich, Mannheim (Germany)
Stefanie Wagner, Mainz (Germany)
Fabian Streit, Mannheim (Germany)
Sabrina Sordon, Homburg (Germany)
Matthias Riemschneider, Homburg (Germany)
Andre Tadic, Liebenburg (Germany)
Marcella Rietschel, Mannheim (Germany)
Stephanie Witt, Mannheim (Germany)
Klaus Lieb, Mainz (Germany)
Einleitung: Die Ansprechraten auf gängige Antidepressiva sind weiterhin unzureichend. Ca. zwei Drittel der depressiven Patienten sprechen nicht auf den ersten antidepressiven Behandlungsversuch an. Bisher existieren keine validen klinischen oder neurobiologischen Prädiktoren, die ein erfolgreiches Ansprechen im Vorfeld der Behandlung zuverlässig vorhersagen können. Ziel der Studie ist es epigenetische Unterschiede vor Beginn einer antidepressiven Behandlung zwischen späteren Respondern und Non-Respondern zu identifizieren.
Methodik: Die EMC Studie (N=889) verglich, ob eine Umstellung der antidepressiven Pharmakotherapie (nach zwei Wochen) der Leitlinien-gerechten Umstellung (nach vier Wochen) überlegen ist. In einer Subgruppe von 80 Patienten, die in 40 Responder bzw. Non-Responder am Studienende stratifiziert wurden, wurde die DNA-Methylierung mit dem Illumina EPIC BeadChip bestimmt. Die zwei Outcome-Parameter waren: Early Improvement und Response zum Studienende. Mit dem comb-p Algorithmus wurden differentiell methylierte Regionen zwischen den beiden Subgruppen untersucht.
Ergebnisse: Zwischen Respondern und Non-Respondern zeigten sich 11 differentiell methylierte Regionen (DMRs), die mit Early Improvement assoziiert sind. Der stärkste Zusammenhang lag im Bereich des SORBS2 (ARGBP2) Gens. Mit dem Outcome Parameter Response sind ebenfalls 11 DMRs assoziiert. Hier zeigt die Region um das MOV10L1 Gen die stärkste Assoziation.
Schlussfolgerungen: Zusammenfassend konnten wir mehrere DMRs zwischen Respondern und Non-Respondern vor Beginn der antidepressiven Behandlung identifizieren. Die unterschiedlich methylierten Gene sind mit Herzfunktionen, Neurotizismus und affektiven Störungen assoziiert. Die Untersuchung der DNA-Methylierung im Kombination mit klinischen Variablen sollten als potentielle biologische Prädiktoren für ein Ansprechen auf die antidepressive Pharmakotherapie in größeren Stichproben validiert werden.
P-06-16:
Rumination: Mechanismus des antidepressiven Effekts sportlicher Aktivität? Entwicklung eines Decoders zur Vorhersage von Rumination während sportlicher Aktivität
Jana Welkerling, Tübingen (Germany)
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Autor:innen:
Jana Welkerling, Tübingen (Germany)
Martin Hautzinger, Tübingen (Germany)
Andreas Nieß, Tübingen (Germany)
Tim Rohe, Erlangen (Germany)
David Rosenbaum, Tübingen (Germany)
Gorden Sudeck, Tübingen (Germany)
Sebastian Wolf, Tübingen (Germany)
Die Reduktion von Rumination wird als möglicher Wirkmechanismus des antidepressiven Effektes sportlicher Aktivität (spA) diskutiert. In diesem Projekt werden neurophysiologische Korrelate von Rumination in Abgrenzung zu nicht-ruminativen psychischen Zuständen durch Machine Learning Algorithmen (Decoder) dekodiert und dann genutzt, um mögliche Veränderungen von Rumination während SpA vorherzusagen. Dafür wird zunächst die Hypothese überprüft, ob sich neurophysiologische Korrelate von psychischen Zuständen dekodieren lassen. N=6 Probanden wird im Rahmen einer Pilotierung in einem randomisierten Innersubjekt-Design Rumination und Distraktion induziert und gleichzeitig neurophysiologische Daten mittels Elektroenzephalografie (EEG) und funktioneller Nahinfrarotspektroskopie (fNIRS) erhoben. Der Decoder wird mittels eines Klassifikationsmodells trainiert, um die zwei psychischen Zustände basierend auf neurophysiologischen Mustern zu klassifizieren. Im zweiten Teil des Projektes wird dann die Hypothese untersucht, ob moderate SpA bzw. Intervalltraining im Vergleich zu einer passiven Kontrollbedingung Rumination reduziert. Dieselben Probanden absolvieren im Rahmen eines einfaktoriellen (moderate SpA vs. Intervall vs. Kontrolle) Innersubjekt-Designs in randomisierter Reihenfolge einmalig für 30 Minuten jede Bedingung während EEG/fNIRS erhoben wird. EEG/fNIRS Daten werden durch den Decoder dekodiert und die Anzahl dekodierter Rumination von den aktiven Bedingungen mit der inaktiven Bedingung verglichen. Erste deskriptive Analysen legen nahe, dass selbstberichtete Rumination gemessen durch visuelle Analogskalen (VAS von 1-7; höhere Werte entsprechen stärkerer Rumination) bei 3 Proband*innen, während der Induktion ansteigt (Mpre=2.33; Mduring=4.09). Selbstberichtete Rumination ist während den aktiven Bedingungen zudem niedriger (M=1.73) als in der Kontrollbedingung (M=2.09). Die Pilotierung schafft eine gute Voraussetzung zur Erforschung eines Wirkmechanismus SpA.