Untersuchung der Effekte von Early Life Stress, Alter und Genotyp auf das Arbeitsgedächtnis unter Nutzung des EmoCogMeters

Abstract

Einleitung: Es ist schon vielfach gezeigt worden, dass der Alterungsprozesses eine Einschränkung kognitiver Funktionen bedingt. In der ersten hier vorliegenden Publikation wird die Validität des neu entwickelten EmoCogMeters demonstriert, da die Untersuchung ebenfalls zu diesen allgemein anerkannten Ergebnissen führt. In den anderen beiden Publikationen geht es um den Effekt von Variationen zweier SNPs (single nucleotide polymorphism) im CRHR1 (Corticotropin-Releasing Hormon Rezeptor 1) -Gen, rs110402 und rs242924, auf die WM (working memory, Arbeitsgedächtnis) -Leistung. Im zweiten Paper wird dies im Zusammenhang mit ELS (early life stress, adverse Kindheitserfahrungen), im dritten Paper im Zusammenhang mit dem Lebensalter untersucht. ELS führt zu neuroendokrinen Veränderungen im CRH-System und im Hippocampus, wo CRH als Reaktion auf Stress CRHR1 aktiviert. Der Hippocampus spielt für das Arbeitsgedächtnis eine zentrale Rolle. Eine Beeinträchtigung des Arbeitsgedächtnisses durch ELS wurde schon in früheren Studien beschrieben. Auch ein Zusammenhang der hier untersuchten SNPs mit der Wahrscheinlichkeit des Auftretens psychischer Erkrankungen infolge von ELS ist bereits gezeigt worden. Im zweiten Paper geht es darum, ob dieselben Polymorphismen die Beeinflussung des Arbeitsgedächtnisses durch ELS modifizieren und ob WM-Einschränkungen eventuell als früher diagnostischer Marker einer ELS-Folgeerkrankung gewertet werden können. Ebenso wie ELS beeinflusst auch der Alterungsprozess das CRH-System, den Hippocampus und das Arbeitsgedächtnis. Die dritte Publikation behandelt die Frage, inwieweit sich die obengenannten Polymorphismen im Zusammenhang mit dem Lebensalter auf das Arbeitsgedächtnis auswirken. Zusätzlich wird untersucht, welche Rolle der bereits gut erforschte altersabhängige Positivitätseffekt hierbei spielt. Methodik: Mittels einer neu entwickelten iPad-Applikation, dem EmoCogMeter, wurden bei einer Stichprobe von n=541 gesunden Probanden im Alter von 18 bis 89 Jahren mehrere kognitive Funktionen untersucht. Das Arbeitsgedächtnis wurde dabei mittels einer 2-back-Aufgabe geprüft. Ergebnisse: Es zeigte sich ein altersabhängiger Leistungsabfall in allen getesteten kognitiven Funktionen. Außerdem wiesen Probanden mit moderatem und schwerem ELS eine signifikante WM- Beeinträchtigung auf. Es fanden sich ein protektiver Genotyp, für den der Leistungsabfall erst bei schwerem ELS eintritt, und ein vulnerabler, der bereits bei moderatem ELS betroffen ist. Ferner erzielten Probanden mit dem vulnerablen Genotyp im mittleren Lebensalter schlechtere Ergebnisse im WM- Test. Der protektive Genotyp profitierte von positiven Stimuli. Schlussfolgerung: Das EmoCogMeter scheint zur Messung kognitiver Fähigkeiten geeignet zu sein. WM-Einschränkungen können möglicherweise als früher diagnostischer Marker für ELS-Folgeerkrankungen genutzt werden. Der vulnerable Genotyp trägt das Risiko einer ELS-unabhängigen WM-Einschränkung schon im mittleren Lebensalter, was zu frühzeitigen Interventionen Anlass geben sollte.

Introduction: As a consistent finding in many studies aging is associated with cognitive decline. In the first paper we describe that the use of the newly developed EmoCogMeter also yields this generally accepted result. The other publications address to the influence of variations in the CRHR1 (corticotropin-releasing hormone receptor 1) -gene, concerning the SNPs (single nucleotide polymorphism) rs110402 and rs242924, on WM (working memory). In the second paper we investigate this effect in interaction with ELS, in the third paper we focus on the interaction with age. ELS causes neuroendocrine changes in CRH-system and hippocampus, where CRH activates CRHR1 in response to stress. The hippocampus is crucial for WM. A link between WM-decline and ELS has been demonstrated in previous research. It has also been shown that rs110402 and rs242924 are associated with ELS-triggered psychiatric disorders. In our second paper we focus on the effect of these SNPs on WM relating to ELS. We hypothesize that WM-decline can act as an early sign of mental diseases developing in consequence of ELS. Aging influences CRH-system, hippocampus and WM. The third paper focuses on the effect of rs110402 and rs242924 and age on WM. Additionally we investigated the role of the well established age-dependent positivity effect. Methods: We assessed a set of cognitive functions in a sample of n=541 healthy subjects by using a new iPad-Application called EmoCogMeter. The age range of our sample was 18 to 89 years. WM-function was measured with a 2-back-task. Results: We found an age-dependent decline in all cognitive functions included in the EmoCogMeter- Set. Subjects with moderate to severe ELS revealed a significant WM-decline. There was a protective genotype, which is affected by WM-decline only in case of severe ELS, and a vulnerable genotype, which is also affected in case of moderate ELS. Subjects with the vulnerable genotype score worse in our WM- test. However this applies only to the middle-aged group. Furthermore, we found that the protective genotype benefits from positive stimuli. Conclusions: The EmoCogMeter is an adequate tool to examine cognitive functions. Possibly WM-decline can be used as an early diagnostic evidence for psychiatric disorder in the wake of ELS. The vulnerable genotype has a risk for ELS-independent WM-decline already in middle age. This gives reason to early intervention.