Auswirkungen noradrenerger Stimulation auf die kognitive Flexibilität bei Patienten mit Major Depression

Abstract

Background Depressive disorders are associated with cognitive impairments, which in turn have been linked, besides other factors, to a dysregulation in the locus coreuleus-noradrenergic system. Recent research suggests a decrease in central noradrenaline in depressed patients, which may be due to higher sensitivity and density of noradrenergic α2-receptors. The current study investigates the effects of noradrenergic stimulation by administration of the α2-antagonist yohimbine on cognitive flexibility in depressed patients compared to healthy controls. We hypothesized an overall lower performance of depressed patients in cognitive flexibility measured by a “task switching”-paradigm. Furthermore, we predicted a beneficial effect of noradrenergic stimulation on “task switching” skills in the depressed group, but not in healthy controls.

Methods In a placebo controlled, randomised double blind experimental study, 40 patients with major depressive disorder and 40 healthy controls were tested twice with a single dose of 10 mg of yohimbine versus placebo to investigate the effects of noradrenergic stimulation on cognitive flexibility. To test cognitive flexibility, a “task switching”-paradigm was performed. Main outcomes of the “task switching”-paradigm were reaction times and numbers of correct responses. Noradrenergic stimulation was measured via blood pressure, heart rate and salivary alpha-amylase level.

Results Both groups showed an increase in blood pressure and alpha-amylase after yohimbine administration, which indicated a successful noradrenergic stimulation. Nevertheless, neither a faster reaction time nor a higher number of correct responses in the “task switching” experiment could be reported after yohimbine across groups. However, patients with major depressive disorder showed overall significantly worse “task switching” performance compared to the healthy controls (p = .002).

Conclusion Noradrenergic stimulation resulted in no improvement in cognitive flexibility in depressed patients. Nevertheless, this research demonstrates a clear cognitive impairment regarding “task switching” skills in depressed patients compared to healthy controls.

Hintergrund: Depressive Störungen gehen häufig mit Beeinträchtigungen kognitiver Leistungsfähigkeit einher, die unter anderem mit einer Dysregulation des Locus Coeruleus-Noradrenalin-Systems in Zusammenhang gebracht werden. Neue Forschungsansätze deuten auf einen niedrigen Spiegel des zentralen Noradrenalins bei depressiven Patienten hin, welcher möglicherweise auf eine erhöhte Sensitivität und Dichte präsynaptischer α2-Rezeptoren im Locus Coeruleus zurückzuführen ist. Die vorliegende Arbeit untersucht, inwiefern sich noradrenerge Stimulation, vermittelt durch die Gabe des α2-Antagonisten Yohimbin, auf die kognitive Flexibilität von depressiven Patienten, im Vergleich zu gesunden Kontrollprobanden, auswirkt. Als Hypothese wurde von einer verminderten kognitiven Flexibilität depressiver Probanden ausgegangen. Diese wurde anhand eines „Task Switching“-Paradigmas überprüft. Zusätzlich erwarteten wir einen positiven Effekt noradrenerger Stimulation auf „Task Switching“-Fertigkeiten bei depressiven Patienten, im Vergleich zur gesunden Kontrollgruppe.

Methodik: In einem placebo-kontrollierten, randomisierten, doppel-verblindeten, experimentellen Design erhielten 40 Patienten mit einer mindestens mittelschweren Depression und 40 gesunde Kontrollprobanden, an zwei unterschiedlichen Testtagen, je einmalig 10 mg Yohimbin sowie einmalig ein Placebo, um so die Auswirkungen einer noradrenergen Stimulation auf die kognitive Flexibilität zu testen. Zur Untersuchung der kognitiven Flexibilität fand ein „Task Switching“-Paradigma Anwendung. Die Testergebnisse des „Task Switching“-Paradigmas wurden anhand der Reaktionszeit sowie der Antwortrichtigkeit ausgewertet. Die noradrenerge Stimulation wurde anhand von Blutdruck, Herzrate und Speichel-Alpha-Amylase überprüft.

Ergebnisse: Blutdrucksteigerung und höhere Alpha-Amylase-Werte in beiden Gruppen bestätigten die erwünschte noradrenerge Stimulation. Es zeigten sich weder gesteigerte Reaktionszeiten noch eine erhöhte Anzahl richtiger Antworten im „Task Switching“-Paradigma nach Yohimbin über die Gruppen hinweg. Insgesamt erzielte die Gruppe depressiver Patienten allerdings signifikant schlechtere „Task Switching“-Ergebnisse als die gesunde Kontrollgruppe (p = .002).

Schlussfolgerung: Noradrenerge Stimulation führte zu keiner Verbesserung der kognitiven Flexibilität bei depressiven Probanden. Nichtsdestotrotz konnten kognitive Defizite in Hinblick auf „Task Switching“-Fertigkeiten bei depressiven Patienten im Vergleich zu gesunden Kontrollprobanden nachgewiesen werden.