Neurobiologische Korrelate von Selbstkontrolle und Belohnungsverarbeitung bei Alkoholabhängigkeit

Abstract

Alcohol dependence has been characterized by decreased self-control and altered reward processing. Both are independent but potentially interrelated factors, and have been associated with neurobiological changes related to addiction. To date, research on the neurobiological correlates of self-control and reward processing in alcohol dependence has yielded mixed results. Therefore, the aim of the present dissertation was to contribute to a further understanding of their neurobiological basis. On the one hand, we investigated structural changes in brain areas related to impulsivity and sensation seeking (behavioral tendency towards potentially risky experiences) as potential indicators of self-control in alcohol-dependent patients with high and low life-time alcohol consumption. On the other hand, we focused on the functional activation of brain areas associ-ated with reward anticipation in alcohol-dependent patients and healthy individuals at high genetic risk in order to disentangle potential cause and consequence of reward processing in the context of alcohol dependence. In the course of this: (I) Brain volumetric differences and correlates of self-control (oper-ationalized as impulsivity and sensation-seeking) were investigated using voxel-based morphometry. (II) Neuronal gain anticipation was investigated using the "Monetary Incentive Delay" task. (I) Structural alterations in diverse regions of the frontal cortex were identified in patients with alcohol dependence. In a subgroup characterized by comparatively low life-time consumption, a positive as-sociation between the volume of the grey matter in right middle frontal gyrus and sensation seeking was found. No other structural correlates of self-control were found. (II) At the neural level, anticipation of money gain did not differ between (rather long-term) abstinent subjects with alcohol-dependence, healthy controls and subjects with high genetic risk for alcohol dependence. However, anticipation of monetary loss was associated with a reduced functional response in the anterior insula in alcohol-dependent pa-tients compared to healthy individuals. Altogether, our results replicate findings of decreased prefrontal grey matter in AD, however, not correlated with self-report measures of self-control. Further, our findings might even attribute a protective effect regarding brain volume in the right middle frontal gyrus to sensation seeking. Finally, the lack of group differences in neural reward processing does not support common reward-processing theories of predisposition or disrupted function in prolonged abstinence.

Alkoholabhängigkeit wird mit verminderter Selbstkontrolle und veränderter Belohnungsverarbeitung assoziiert. Beide sind unabhängige Faktoren, stehen jedoch in wechselseitiger Beziehung zueinander und werden mit neurobiologischen Veränderungen im Zusammenhang mit Suchterkrankungen definiert. Bislang zeigten sich in Bezug auf neurobiologische Korrelate von Selbstkontrolle und Belohnungsverarbeitung bei Alkoholabhängigkeit gemischte Ergebnisse. Ziel dieser Dissertation war es daher, zum weiteren Verständnis dieser neurobiologischen Grundlagen beizutragen. Einerseits untersuchten wir strukturelle Veränderungen in Hirnarealen, die mit Impulsivität und Sensation Seeking (Verhaltenstendenz zu vielfältigen, teils riskanten Erfahrungen) und damit Indikatoren für möglicherweise verminderte Selbstkontrolle bei alkoholabhängigen Patienten mit hohem und niedrigem Lebenszeitalkoholkonsum zusammenhängen. Andererseits untersuchten wir funktionelle Aktivierung von Hirnarealen, die mit Belohnungsantizipation bei alkoholabhängigen Patienten und gesunden Personen mit genetischem Risiko in Verbindung stehen, um mögliche Ursachen und Folgen der Belohnungsverarbeitung im Zusammenhang mit der Alkoholabhängigkeit zu entflechten. Dabei wurden: (I) Hirnvolumetrische Unterschiede und Korrelate der Selbstkontrolle (operationalisiert durch Impulsivität und Sensation Seeking) mittels Voxel-basierter Morphometrie untersucht. (II) Die neuronale Verstärkungsantizipation wurde mit Hilfe der "Monetary Incentive Delay"-Aufgabe untersucht. (I) Strukturelle Unterschiede in Subregionen des frontalen Kortex wurden bei Patienten mit Alkoholabhängigkeit festgestellt. In einer Untergruppe, ausgezeichnet durch vergleichsweise geringen Lebenszeitkonsum, wurde ein positiver Zusammenhang zwischen dem Volumen der grauen Substanz im rechten mittleren frontalen Gyrus und Sensation Seeking festgestellt. Andere strukturelle Korrelate der Selbstkontrolle wurden nicht gefunden. (II) Auf neuronaler Ebene unterschied sich die Antizipation von Geldgewinnen nicht zwischen (eher Langzeit-) abstinenten Patienten mit Alkoholabhängigkeit, gesunden Kontrollpersonen und Probanden mit hohem genetischem Risiko für Alkoholabhängigkeit. Allerdings war die Erwartung von Geldverlust bei alkoholabhängigen Patienten im Vergleich zu gesunden Personen mit verminderter funktionellen Reaktion in der vorderen Insula assoziiert. Zusammenfassend unterstützen unsere Ergebnisse Befunde über eine verringerte graue Substanz im präfrontalen Bereich bei Alkoholabhängigkeit, die jedoch nicht mit Selbsteinschätzungen zur Selbstkontrolle korreliert. Außerdem könnten unsere Ergebnisse Sensation Seeking in Bezug auf graue Substanz im mittleren frontalen Gyrus sogar eine schützende Wirkung zuweisen. Schließlich stützt das Fehlen von Gruppenunterschieden in neuronaler Belohnungsverarbeitung nicht die gängigen Theorien zur Belohnungsverarbeitung, die von Veranlagung oder gestörter Funktion bei längerer Abstinenz ausgehen.