dc.contributor.author
Gleich, Tobias
dc.date.accessioned
2018-06-08T00:09:04Z
dc.date.available
2016-02-05T08:16:14.320Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/11536
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-15734
dc.description.abstract
Rewards are considered as crucial factor for adaptive behavior of the human
being. Further, behavioral and neuronal processing of rewards may be
influenced by developmental changes. Interestingly, dopaminergic and
glutamatergic factors in the striatum may also change during the lifespan, and
are involved in learning processes. Therefore, we investigated adolescents,
younger adults, and older adults by mean of a reward task during functional
magnetic resonance imaging (fMRI). Core reward areas like the ventral striatum
(VS) were characterized by a hyperactivation in adolescents compared with both
adult groups. We interpreted these findings as the result of an asymmetric
(protracted) development of the “frontal inhibition system” in comparison to
the (faster) development of the VS in adolescents. Further, frontal areas
showed hyperactivation in older adults compared with younger groups. These
findings were interpreted as compensatory age-specific effects in fronto-
parietal regions. In a second study, we additionally focused on the impact of
frontal glutamate concentrations on reward processing in healthy adolescents
and observed an inverse coupling of glutamate concentrations in the anterior
cingulate cortex (ACC) and neuronal activation of the VS. This finding
demonstrates the important role of glutamate in reward processing and as a
potential vulnerability factor for mental disorders starting in adolescence.
The striatum may also be involved in reward associated response inhibition
modulated by dopamine. Therefore, in a trimodal imaging approach [using
F18-DOPA positron emission tomography, magnetic resonance spectroscopy (MRS)
and fMRI] we investigated a response inhibition task in healthy participants
between 20 and 80 years of age. We observed a positive association between
dopamine synthesis capacity and inhibition-related neural activity in the
caudate nucleus. This relationship was further mediated by striatal glutamate.
However, age did not affect response inhibition-related neurofunctional or
neurochemical parameters. Taken together, in the present dissertation I
demonstrate the importance of dopamineglutamate interactions with regard to
reward processing in striatal areas in aging. Further, glutamatergic factor in
fronto-limbic networks may also be related to increased risk and onset of
psychiatric diseases (e.g. schizophrenia) during adolescence. Additionally,
neuronal factors of response inhibition seem to be associated to striatal
dopamine and glutamate, but those findings may not be associated to aging.
Globally, the present results add to the understanding of reward processing
and associated inhibition processing as well as associated neurochemical and
neurofunctional properties in the eyes of lifelong changes. The present
findings may further stimulate age related research on neurochemical and
neurofunctional characteristics of mental disease like schizophrenia or
addiction.
de
dc.description.abstract
Belohnungen sind ein wichtiger und basaler Faktor für Anpassungsverhalten bei
Menschen. Weiterhin scheinen Verhalten und neuronale Verarbeitung von
Belohnungen durch entwicklungsspezifische Aspekte beeinflusst zu sein. Die
Neurotransmitter Dopamin und Glutamat sind eng mit Belohnungsverarbeitung
assoziiert und durchlaufen altersabhängige Veränderungen. Aus diesem Grund
wurden in den hier durchgeführten Studien gesunde Adoleszente, junge
Erwachsene und ältere Erwachsene während der Durchführung einer
Belohnungsaufgabe mittels funktioneller Kernspintomographie (fMRT) untersucht.
Die Ergebnisse zeigten eine erhöhte Aktivierung der KernBelohnungszentren
[z.B. das ventrale Striatum (VS)] bei Adoleszenten im Vergleich zu jungen und
älteren Erwachsenen. Diese Ergebnisse wurden interpretiert als Resultat einer
verzögerten Entwicklung des „frontalen Inhibitionssystems“ im Verhältnis zum
(sich schneller entwickelnden) VS. Weiterhin beobachteten wir eine erhöhte
Aktivierung in frontalen Gebieten bei älteren Erwachsenen im Vergleich zu den
beiden jüngeren Gruppen. Diese Ergebnisse sprechen für einen
kompensatorischen, altersspezifischen Effekt in frontal-parietalen Regionen.
In einer zweiten Studie konzentrierten wir uns zusätzlich auf die Bedeutung
von frontalem Glutamat-Konzentrationen für Belohnungsverarbeitung bei gesunden
Adoleszenten und beobachteten einen negativen Zusammenhang zwischen Glutamat-
Konzentrationen im anterioren Zingulum (ACC) und neuronaler Verarbeitung im VS
bei Adoleszenten. Diese Ergebnisse zeigen welche wichtige Rolle Glutamat
während neuronaler Belohnungsverarbeitung spielt. Außerdem könnten die
Ergebnisse eine entwicklungsspezifische Vulnerabilität für geistige
Krankheiten wiederspiegeln. Das Striatum scheint weiterhin mit der Inhibition
von belohnungsabhängigem Verhalten („response inhibition“) verknüpft zu sein,
welche von dem Neurotransmitter Dopamin moduliert wird. Aus diesem Grund wurde
in einem trimodalen Bildgebungsprojekt [F18-DOPA Positronen-
EmissionsTomographie, Magnetresonanzspektroskopie (MRS) und fMRT] eine
„response inhibition“ Aufgabe von Personen zwischen 20 und 80 Jahren
durchgeführt. Wir beobachteten einen positiven Zusammenhang zwischen Dopamin-
Synthese-Kapazität und neuronaler Aktivität im Nucleus caudatus während
Inhibitionsprozesse aktiv waren. Dieser Zusammenhang war auch assoziiert mit
striataler Glutamat-Konzentration. Altersfaktoren schienen diese Prozesse
jedoch nicht zu beeinflussen. In der gegenwärtigen Dissertation untersuche und
beschreibe ich die Relevanz von DopaminGlutamat Interaktionen in Verbindung
mit Belohnungsverarbeitung in striatalen Gebieten in Abhängigkeit des Alters
der Probanden. Die Ergebnisse liefern Hinweise dass Dopamin-Glutamat
Interaktionen mit der erhöhten Vulnerabilität für geistige Krankheiten (z.B.
Schizophrenie) während der Adoleszenz in Verbindung stehen könnten. Zusätzlich
scheint die neuronale Verarbeitung von Inhibition mit Dopamin und Glutamat in
Verbindung zu stehen, diese Zusammenhänge scheinen jedoch unabhängig von
Altersprozessen zu sein. Die hier gezeigten Ergebnisse erweitern das
Verständnis von Belohnungsverarbeitung und Inhibitionsprozessen, sowie die
damit assoziierten neurofunktionale und neurochemischen Veränderungen,
insbesondere im Rahmen von Veränderungen über die Lebensspanne. Weiterhin
könnten die hier gezeigten Ergebnisse die Erforschung von neurochemischen und
neurofunktionalen Aspekten von geistigen Krankheiten (z.B. Schizophrenie oder
Sucht) im Rahmen von Altersprozessen weiter stimulieren.
de
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
reward processing
dc.subject.ddc
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::610 Medizin und Gesundheit
dc.title
The significance of dopamine and glutamate for neuronal reward processing over
the lifespan
dc.contributor.contact
tobias.gleich@charite.de
dc.contributor.firstReferee
N.N.
dc.contributor.furtherReferee
N.N.
dc.date.accepted
2016-02-26
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000101007-9
dc.title.translated
Die Bedeutung von Dopamin und Glutamat für neuronale Belohnungsverarbeitung
über die Lebensspanne
de
refubium.affiliation
Charité - Universitätsmedizin Berlin
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000101007
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000018523
dcterms.accessRights.dnb
free
dcterms.accessRights.openaire
open access