Emotion and anticipation processing bias in manic and depressive patients: three functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) studies

Abstract

Anticipation of upcoming events is an important skill allowing individuals to develop adaptive responses for their homeostasis and survival in a changing environment. In several psychiatric diseases this adaptive mechanism is impaired leading to well-known symptoms, like excessive worry and pessimistic views on future. Although this is an established model for clinicians dealing with such patients, the neural correlates of this mechanism have only been discovered recently, using brain imaging methods. In this dissertation three functional magnetic resonance imaging studies, using different paradigms that are known to elicit certain emotions or anticipation of emotions, are presented. We studied the brain activation patterns in manic and depressive patients as they anticipated and perceived emotional salient pictures, as well as the anticipation of reward and punishment in form of monetary gain or loss in manic patients. Our results did not only yield various clinically relevant abnormal activations in brain regions including the amygdala, and the prefrontal cortex known to be involved in emotion processing, but also a correlation of these abnormalities with symptom severity. Further research is needed to understand the highly complex emotion processing mechanisms as well as the action of psychotropic medication on it.

Die Erwartung herannahender Ereignisse ist eine wichtige Fähigkeit eines Individuums bei der Entwicklung adaptiver Reaktionen für seine Homöostase und das Überleben in einer veränderlichen Umwelt. In einigen psychiatrischen Erkrankungen ist dieser Anpassungsmechanismus beeinträchtigt, dieses führt zu bekannten Symptomen wie übermäßiger Besorgtheit und düsteren Zukunftsperspektiven. Obwohl dies ein etabliertes Modell für Kliniker ist, die mit solchen Patienten arbeiten, wurden die neuralen Korrelate dieses Mechanismus erst kürzlich durch den Einsatz moderner bildgebender Verfahren des Gehirns verstanden. In der vorliegenden Arbeit werden drei funktionelle Magentresonanztomographie Studien vorgestellt, die unterschiedliche Paradigmen nutzen, die bekannt sind, bestimmte Emotionen oder Erwartungen derselben hervorzurufen. Wir untersuchten die Aktivierungsmuster des Gehirns an manischen und depressiven Patienten, während sie emotionsgeladene Bilder erwarteten und wahrnahmen sowie bei manischen Patienten die Erwartung von Belohnung und Bestrafung in Form von Geldgewinn und Verlust. Unsere Ergebnisse beschrieben nicht nur verschiedene klinisch relevante Abnormalitäten in Hirnregionen wie der Amygdala und dem präfrontalen Kortex, die bekanntermaßen an der Verarbeitung von Emotionen beteiligt sind, sondern auch die Korrelation dieser Normabweichungen mit der Schwere der Symptomatik. Weitere Untersuchungen sind notwendig, um die hochkomplexen emotionsverarbeitenden Mechanismen sowie die Wirkung psychotroper Medikation auf sie zu verstehen.