Modulating Emotional Memories: Effects of Prefrontal Brain Stimulation and Oxytocin

Abstract

The primary aim of this thesis was to investigate the influence of emotional content on working memory in healthy participants, at both the neural and behavioral level. In three consecutive studies, we employed variations of the EMOBACK task which provides a novel means of studying the interface between working memory and emotion. By including emotional words in a working memory n-back task, we were able to investigate valence and arousal effects as well as the impact of distinct emotion processing. The experimental approaches used in our studies on emotional working memory included fMRI, rTMS and tDCS. Our behavioral data indicated a detrimental effect of negative emotional content on working memory performance. A potential explanation might be seen in an attentional bias away from the actual working memory task to task-irrelevant emotion processing. At a neural level, our neuroimaging as well as brain stimulation findings supported a crucial role of the dorsolateral prefrontal cortex in emotional working memory and indicated hemispheric brain lateralization in emotion processing. Furthermore, we explored the potential of oxytocin in enhancing emotional recognition memory and the interaction with emotion regulation during encoding. In a double-blind placebo-controlled design, we investigated the influence of a single (prior to encoding) and a repeated (prior to encoding and retrieval) intranasal administration of oxytocin on recognition memory for emotional pictures. Participants performed an emotion regulation task followed by a surprising recognition memory task. Our findings indicated that oxytocin facilitates the processing of negative social stimuli during memory encoding and retrieval, possibly by enhancing the perception of aversive aspects in social situations. The promnestic effect of oxytocin was more pronounced when participants had been instructed to increase their negative emotions during encoding.

Der Fokus der vorliegenden Arbeit liegt auf der externen Modulation emotionaler Gedächtnisinhalte, insbesondere mit Hinblick auf das Arbeitsgedächtnis. Die neuronalen Korrelate des Arbeitsgedächtnisses und deren Interaktion mit Emotionen sind bisher unzureichend erforscht. Mit Hilfe einer neu entwickelten emotionalen Arbeitsgedächtnisaufgabe („EMOBACK“) und unter Verwendung von fMRT, rTMS und tDCS konnte in aufeinander aufbauenden Studien eine entscheidende Rolle des dorsolateralen präfrontalen Kortexes sowie eine hemisphärenspezifischen Verarbeitung distinkter Emotionen gezeigt werden. Des Weiteren wurde der Einfluss des Neuropeptids Oxytocin auf emotionale Gedächtnisprozesse untersucht. Dabei wurde den Studienteilnehmern sowohl vor der Enkodierung emotionaler Bilder als auch vor dem Gedächtnisabruf Oxytocin verabreicht. Die Ergebnisse zeigen, dass bei einer zweifachen Verabreichung des Neuropeptids (vor Enkodierung und vor Abruf) negative soziale Stimuli besser erinnert werden. Diese Befunde können möglicherweise durch eine verstärkte Wahrnehmung aversiver Aspekte in sozialen Situationen nach Gabe von Oxytocin erklärt werden.