Die neuronalen Grundlagen von Theory of Mind bei Schizophrenie und der Einfluss allgemeiner Intelligenz auf die Aktivierung des ToM-Netzwerks

Abstract

Ausgehend von den Ergebnissen bildgebender Studien gilt die Untersuchung der neuronalen Grundlagen sozialkognitiver Funktionen wie Theory of Mind als vielversprechender Weg zur Identifikation von Biomarkern und könnte wertvolle Hinweise auf die Pathomechanismen charakteristischer Symptome der Schizophrenie liefern. Dies könnte dazu beitragen, gezielte Therapiestrategien für die Betroffenen zu entwickeln. Als mutmaßliches Korrelat der Störungen von Theory of Mind beschreiben zahlreiche Studien eine abweichende Aktivierung von Theory of Mind-Regionen im Gehirn von Schizophreniepatienten im Vergleich zu gesunden Vergleichspersonen. Jedoch ist die Datenlage im Hinblick auf die genaue Lokalisation und Art der beschriebenen Abweichungen uneinheitlich: verschiedene Untersuchungen beschreiben Effekte in unterschiedlichen Regionen mit sowohl Über- als auch Unteraktivierungen von Theory of Mind-Regionen. Zudem ist die Rolle allgemeiner Intelligenz bei der Aktivierung dieser Regionen und insbesondere deren veränderter Aktivierung im Gruppenvergleich bisher kaum untersucht, wodurch die Interpretation der Ergebnisse deutlich erschwert wird. Die vorliegende Dissertation und die zugrundeliegende Publikation mit dem Titel „Investigating the neural correlates of affective mentalizing and their association with general intelligence in patients with schizophrenia“ (Tantchik et al., 2023) verfolgt zwei Ziele: 1) Um die Frage zu beantworten, ob sich die in der Literatur beschriebenen Abweichungen in der Aktivierung von Theory of Mind-Regionen bei Schizophreniepatienten replizieren lassen, werden zwei große Kohorten von Schizophreniepatienten (N=64 & N=46) im direkten Vergleich zu gesunden Kontrollprobanden (N=64 & N=61) mithilfe funktioneller Magnetresonanztomographie untersucht und die Daten sowohl mittels klassischer als auch Bayesianischer statistischer Methoden ausgewertet. 2) Um zu klären, welchen Einfluss Unterschiede in allgemeiner kognitiver Leistungsfähigkeit auf die Aktivierung der Theory of Mind-Regionen haben, und insbesondere im Hinblick auf deren mögliche Rolle als Störgröße bei Vergleichen zwischen diagnostischen Gruppen erfolgt eine systematische Untersuchung des Einflusses einer Reihe von Intelligenzvariablen. Entgegen früheren Berichten lässt sich die Annahme einer abweichenden Aktivierung von Theory of Mind-Kernregionen bei Schizophreniepatienten anhand unserer beiden Kohorten nicht bestätigen. Es zeigen sich jedoch in insgesamt drei großen und unabhängigen Stichproben ein signifikanter Einfluss verbaler Intelligenz auf die Aktivierung von Kernregionen des Theory of Mind-Netzwerks sowie bei Probanden mit geringerer verbaler Intelligenz abweichende Aktivitätsmuster, die denen ähneln, die zuvor bei Schizophreniepatienten beschrieben wurden. Diese Ergebnisse verdeutlichen die Notwendigkeit einer differenzierteren Betrachtung von Theory of Mind-Störungen bei Schizophreniepatienten und eines größeren Fokus auf den Einfluss allgemeiner Intelligenz auf die Aktivierung des Theory of Mind-Netzwerks.

In light of the results of numerous imaging studies the investigation of the neural correlates of social-cognitive functions such as Theory of Mind is considered promising in identifying biomarkers and could provide useful insights into the pathomechanisms of characteristic symptoms of schizophrenia. This could in turn contribute to the development of targeted therapies for those affected by this disorder. Numerous studies have reported altered activation of Theory of Mind-regions in patients with schizophrenia as supposed neural correlates for dysfunction of Theory of Mind. However, the literature is inconsistent regarding the exact localization and nature of such alterations: different studies report effects in different locations as well as of different directionality, i.e. hyper- as well as hypoactivation of Theory of Mind-regions. Importantly, the role of general cognitive performance in the activity of these regions and especially their altered activation in group comparisons is not sufficiently addressed, which significantly complicates the interpretation of results. The present dissertation and the underlying publication titled “Investigating the neural correlates of affective mentalizing and their association with general intelligence in patients with schizophrenia” (Tantchik et al., 2023) pursues two goals: 1) First, In order to determine whether the altererations in the activation of Theory of Mind regions in schizophrenia patients reported in the literature can be replicated, two large cohorts of schizophrenia patients (N=64 & N=61) are tested in direct comparison to healhty control subjects (N=64 & N=61) using functional magnetic resonance imaging and the resulting data are analyzed using classical as well as Bayesian statistics. 2) In order to determine the effects of differences in general cognition on activation of Theory of Mind-regions and especially to assess their role as potential confounding factors on comparisons between diagnostic groups, a systematic analysis of the influence of several cognitive measures is performed. Contrary to previous reports, altered activation of key Theory of Mind-regions in schizophrenia patients cannot be replicated using our two samples. However, three large and independent samples show a significant effect of verbal intelligence on the activation of the Theory of Mind-network as well as patterns of altered activation in subjects with low verbal intelligence similar to those previously reported in schizophrenia patients. These results emphasize the necessity of a more differentiated approach to dysfunction of Theory of Mind in schizophrenia as well as a larger focus on the influence of general intelligence on the activation of the Theory of Mind-network.