BRAIN IMAGING AND THE STUDY OF

GERHARD ROTH
KRANKE SEELE – KRANKES GEHIRN?
Neurobiologische Grundlagen psychischer
Erkrankungen und ihrer Therapie
INSTITUT FÜR
HIRNFORSCHUNG
UNIVERSITÄT
BREMEN
 G. Roth, 2015
Wilhelm Griesinger (18171868) - einer der Begründer der
naturwissenschaftlich
orientierten Psychiatrie:
„Psychische Erkrankungen sind
Erkrankungen des Gehirns!“
Sigmund Freud
(1856-1939)
S. Freud „Das Unbewusste“ (1915)
„Es ist ein unerschütterliches Resultat der Forschung, dass die
seelische Tätigkeit an die Funktion des Gehirns gebunden ist wie an
kein anderes Organ. …
Aber alle Versuche, von da aus eine Lokalisation der seelischen
Vorgänge zu erraten, alle Bemühungen, die Vorstellungen in
Nervenzellen aufgespeichert zu denken und die Erregungen auf
Nervenfasern wandern zu lassen, sind gründlich gescheitert.
Dasselbe Schicksal würde einer Lehre bevorstehen, die etwa den
anatomischen Ort des Systems Bw, der bewussten Seelentätigkeit, in
der Hirnrinde erkennen und die unbewussten Vorgänge in die
subkortikalen Hirnpartien versetzen wollte.
Es klafft hier eine Lücke, deren Ausfüllung derzeit nicht möglich ist,
auch nicht zu den Aufgaben der Psychologie gehört. “
SIND WIR INZWISCHEN WEITER?
HYPOTHESE
Psychische Erkrankungen beruhen auf strukturellen und funktionalen Störungen corticaler und subcorticaler limbischer Hirnzentren
und ihrer Interaktion mit cortical-exekutiven Zentren (bes. präfrontaler Cortex)
Psychische Erkrankungen werden verursacht durch eine Kombination genetisch-epigenetischer Vorbelastung, einer Schwächung der
Stress-Achse, frühkindlicher Traumatisierung und negativer Erfahrungen in späterer Kindheit und Jugend.
Eine erfolgreiche Psychotherapie sollte einhergehen mit einer
sichtbaren Veränderung der gestörten Aktivität der limbischen
Zentren und ihrer Interaktion.
Längsschnitt
durch das
menschliche
Gehirn
Blau:
Limbisches
System als
Sitz der
Persönlichkeit
und „Psyche“
Hypothalamus
(nach Spektrum der
Wissenschaft,
verändert)
Limbisches
System
AUSGANGSSITUATION
Angststörungen und depressive Erkrankungen haben eine sehr hohe
Prävalenz (Angststörungen 25-30%, Depressionen 13-17%).
Die Behandlungserfolge sind zumindest bei Depression begrenzt,
d.h. bei ca. 1/3 depressiver Patienten zeigen sich deutliche und
langanhaltende, bei einem weiteren Drittel nur mäßige und vorübergehende Erfolge mit hohen Rückfallquoten (> 60%; Holzheimer &
Mayberg, 2010), beim restlichen Drittel keine deutlichen Effekte.
Die von den gängigen Psychotherapien gelieferten Wirkungserklärungen sind nicht hinreichend von grundlagenwissenschaftlichen
Erkenntnissen und von empirischen Studien gestützt.
WICHTIGE SCHRITTE IN DER PSYCHONEURALEN ENTWICKLUNG DES KINDES
• Entwicklung des Stress-Verarbeitungssystems (vorgeburtlich, früh nachgeburtlich)
• Entwicklung des internen Beruhigungssystems (früh nachgeburtlich)
• Entwicklung des internen Motivationssystems (erste Lebensjahre)
• Entwicklung des Impulshemmungssystems (1.–20. Lebensjahr)
• Entwicklung des Bindungssystems und von Empathie und
Theory of Mind (2.-20. Lebensjahr)
• Entwicklung des Realitätssinns und der Risikowahrnehmung
(3. – 20. Lebensjahr oder noch später)
„STRESS ACHSE“
CRF-ACTH-Cortisol-Rückkopplungsschleife zwischen
Nebennierenrinde, Hypothalamus und Hippocampus
Hypothalamus
CRF
+
_
Hippocampus
Hypophyse
+
ACTH
_
Min.-C. R.
+
Nebennierenrinde
Cortisol
Cortisol
AUSWIRKUNGEN PRÄNATALEN UND
POSTNATALEN STRESSES
Pränatal über mütterliche Stresserfahrung sowie früh-postnatal wird
der Besatz mit Glucocorticoid-Rezeptoren in unterschiedlichen
Bereichen des Gehirns massiv gestört.
Bei relativ mildem postnatalen Stress und Bindungserfahrung
kommt es zu einem Hypercortisolismus, d.h. einer Überängstlichkeit,
Angstzuständen, melancholischer Depression und reaktiver
Aggression.
Bei starkem, chronischem und nicht bewältigbaren Stress kommt
es zu einen Hypocortisolismus, der zu atypischer Depression, Hilflosigkeit, Empfänglichkeit für PTSD und emotionaler Unempfindlichkeit bis hin zu Psychopathie führen kann.
SEROTONIN- (5HT-) SYSTEM
Cools et al., Nature Neuroscience 2007
Caspi et al., Science 2002
Niedrige MAO-A-Aktivität, frühkindliche Misshandlung (drei
Kategorien) und späteres antisoziales Verhalten (vier Kategorien)
Verhaltensauffälligkeit
Gewaltbereit
-schaft
Straffällig wg.
Gewaltverbrechen
Antisoziale
Persönlichkeitsstörung
Die frühkindliche Bindungserfahrung ist die wichtigste Erfahrung in
unserem Leben. Durch sie wird unser individuelles und gesellschaftliches
Verhalten bestimmt: Selbstwertgefühl, Empathie, Verantwortlichkeit.
Aktivierung des Motivationssystems
durch Blickkontakt mit einem freundlichen Menschen
Aron et al., J. Neurophysiol., 2005
Anstieg des Oxytocin-Spiegels bei Eltern und Kind bei liebevoller
Interaktion
Feldman et al. 2010
DER EFFEKT DER OXYTOCIN-AUSSCHÜTTUNG
Reduktion der CRF-ACTH-Cortisol-Produktion und dadurch
Verminderung von Angst- und Bedrohtheitsgefühlen.
Erhöhung des Spiegels von Serotonin und endogener Opioide
und damit Beruhigung und Erhöhung des Wohlbefindens.
Anregung der Bildung neuer Nervenzellen in limbischen Zentren
des Gehirns (Hippocampus, Basalganglien usw.) und damit
Möglichkeit der Kompensation früher psychischer Defizite.
KOGNITIVE VERHALTENSTHERAPIE
Die kognitive Verhaltenstherapie (A. Beck) fokussiert auf:
•
Bewusstmachung tiefgreifender falscher Kognitionen („Schemata“)
•
Überprüfung falscher Kognitionen und Schlussfolgerungen auf ihre
Angemessenheit
•
Korrektur von irrationalen Einstellungen („kognitive Re-Strukturierung“)
•
Dadurch verbesserte kognitive Kontrolle subcorticaler limbischer
Strukturen.
GEHIRN UND DEPRESSION
Populäres funktionales Modell der „kognitiven Kontrolle“:
Depression beruht auf dem Zusammenbruch der kognitiven Kontrolle subcorticaler Zentren (vornehmlich der Amygdala) durch den
dlPFC und den dACC). Deshalb müsste sich vor Therapiebeginn
eine Verringerung dorsofrontaler und eine Erhöhung amygdalärer
Aktivität zeigen, was sich nach erfolgreicher Therapie umkehrt.
DEPRESSION: Beobachtete Effekte nach KVT
dlPFC (Goldapple et al., 2004;
Brody et al., 2001a)
Ventraler ACC (Brody et al.,
2001a)
Dorsal midGC (Goldapple et
al., 2004)
R Basalganglien (Martin et
al., 2001) !!
Amygdala??
Hippocampus (Goldapple et
al., 2004) !!
L temporaler Cortex (Brody
et al., 2001)
GENERELLE AUSSAGE ZU KVT
Das KVT-Paradigma der kognitiven Umstrukturierung als Hauptfaktor
des Therapieerfolges wird empirisch nicht bestätigt und ist auch
nicht mit neuroanatomischen und neurophysiologischen Erkenntnissen über die Verbindung des (dorso)lateralen PFC mit subcorticalen Zentren vereinbar:
Der dorsolaterale und laterale PFC haben keine nennenswerten
direkten Verbindungen zur Amygdala, zum Nucleus accumbens/VTA
und können sie somit nicht stark beeinflussen.
Die wesentliche Wirkung von KVT muss also auf emotional wirkenden Faktoren wie Bindung („Bindungsorientierte KVT“) und auf
Training/Einüben („prozedurale Effekte“) beruhen.
PSYCHOANALYTISCHE THERAPIE
Die psychoanalytische Therapie versucht, dem Patienten ein vertieftes Verständnis der ursächlichen (meist unbewussten) Zusammenhänge seines Leidens zu vermitteln, das in der Regel aus
negativen (früh)-kindlichen und pubertären Erfahrungen bzw.
Defiziten resultiert.
Verdrängte Erfahrungen sind einer Verarbeitung durch das
Bewusstsein vorübergehend entzogen und können nicht in die
Persönlichkeit integriert werden.
Dies wird nach Meinung von Freud und der meisten heutigen
Psychoanalytiker geleistet durch das Bewusstmachen und
Deuten dieser Konflikte und eine dadurch ermöglichte Integration
dieser Mitteilungen durch den Patienten.
.
HANSE-NEURO-PSYCHOANALYSE-STUDIE
(HNPS)
Magnetenzephalograph
(MEG)
Kernspintomograph (NMR)
Magnet
Magnet
• Die VP bzw. der Patient liest vier Sätze, die sich auf
drei unterschiedliche Situationen beziehen:
– Entspannungssätze
– Stresshafte Verkehrssituation
– OPD-generierte individuelle Sätze
• 30 Minuten Präsentation der Sätze
HNPS-T1, fMRI-Daten:
Zentren, in denen die Präsentation der OPD-Sätze bei Patienten
eine höhere Aktivität hervorruft als bei Kontrollpersonen
VERÄNDERUNGEN IM BDI NACH 7-10 MONATEN:
Depressive Symptome gehen deutlich zurück, sind
aber noch nicht verschwunden
Hanse-Neuro-Psychoanalyse-Studie
Vergleich der Aktivität der Amygdala und des Caudato-Putamen
von Patienten und Kontrollen bei T1 vs. T2 (12 Monate)
Verringerte Aktivität im ventralen anterioren cingulären Cortex bei
Präsentation von OPD-Sätzen in T2 bei Patienten:
Verringerter Leidensdruck durch Abstumpfung?
PSYCHOANALYSE:
„BEWUSSTMACHEN UNBEWUSSTER KONFLIKTE“
Prozesse in subcorticalen limbischen Zentren (Hypothalamus, Amygdala, Nucleus accumbens usw.), aber auch solche, die vor der
Ausbildung eines erinnerungsfähigen corticalen Langzeitgedächtnisses bewusst erlebt werden („infantile Amnesie“), können grundsätzlich nicht bewusst gemacht werden,
Diese Inhalte sind psychisch wirksam und äußern sich in der psychischen Befindlichkeit und der nichtverbalen Kommunikation (Gestik,
Mimik, emotionale Sprache). Sie können nichtverbal vom Therapeuten erfahren werden, und zwar im Rahmen von Übertragung und
Gegenübertragung..
Eine rein sprachlich-aufklärende Mitteilung an den Patienten wirkt
nicht auf die subcorticalen limbischen Zentren. Deshalb kann die
„Deutung“ des Leidens durch den Therapeuten keine tiefgreifende
Wirkung haben.
„COMMON-FACTOR“ - THEORIE
.
Zahlreiche Untersuchungen zur Effektivität von Psychotherapien
(z.B. Wampold, 1997; Imel und Wampold, 2008) ergaben, dass
die gängigen Psychotherapien mehr oder weniger dieselbe
Effektivität zeigen; 30-70% der Wirkung scheinen auf einen gemeinsamen Faktor zurückzugehen
Dieser scheint im Bindungs- und Vertrauensverhältnis zwischen
Therapeut und Patient, dem Glauben des Therapeuten an seine
Methode (welcher Art auch immer) und dem Glauben des Patienten, dass ihm geholfen werden wird („therapeutische Allianz“),
zu bestehen.
Allerdings scheint dieser „Common factor“ nur für die erste
Therapie-Phase zu gelten.
ERSTE THERAPIE-PHASE
Die „therapeutische Allianz“ führt wahrscheinlich zu einer Beeinflussung des CRF- bzw. Cortisol- und Serotonin-Stoffwechsels
durch die bindungsbezogene Ausschüttung von Oxytocin und
endogenen Opioiden.
Eine bindungsorientierte PT könnte die Oxytocinfreisetzung
erhöhen und dadurch die CRF- und Cortisolfreisetzung hemmen.
Dies würde eine Hochregulation von 5-HT1A-Rezeptoren im
vmPFC bewirken und seine grüblerische „Innengerichtetheit“
vermindern.
Die eigentlichen strukturell-funktionalen Defizite werden dabei aber
offenbar nicht behoben – dies könnte die hohe Rückfallquote bei
Depression erklären.
Karlsson, 2010, Psychol.
Medicine 40.
Erhöhte 5-HT1A-RezeptorBindung bei depressiven
Patienten nach einer psychodynamischen Kurzzeittherapie, und zwar vornehmlich in der Amygdala, im
Hippocampus, insulärem,
medio- und orbitofrontalen
Cortex (generell 8%), nicht
im dlPFC.
ZWEITE THERAPIE-PHASE
Behandlung von Störungen als Ergebnis einer Kombination
genetisch-epigenetischer Vorbelastungen, einer Traumatisierung in
früher Kindheit bis hin zu schweren strukturellen, meist entwicklungsbedingten Störungen z.B. in der Verteilung, Dichte und Empfind-ichkeit von Cortisol- und Serotoninrezeptoren in den limbischen
Zentren und einem Ungleichgewicht zwischen diesen Zentren.
Diese Störungen können offenbar nur sehr langsam und auf eine
Weise, die dem impliziten Lernen ähnelt, behandelt werden, indem
sich auf der Ebene der Basalganglien neue Muster von Antworteigenschaften („Ersatzschaltungen“) ausbilden, welche die alten
Muster überlagern, ohne sie ganz auszulöschen.
Hierbei könnte die Oxytocin-vermittelte Neubildung von Neuronen im
Hippocampus und in den Basalganglien eine wichtige Rolle spielen.
Schnitt durch die Basalganglien
Nucleus caudatus
Putamen
Globus pallidus
Funktionelle Organisation des Striatum (Nucleus
caudatus, Putamen, Nucleus accumbens/ventr.
Striatum
Instr. Lernen
Gewohnheiten
-Fertigkeiten
Bewertung
Liljeholm und O‘Doherty, TiCS 2012
ZUSAMMENFASSUNG I
„Seele“ , d.h. Psyche und Persönlichkeit entstehen in strenger
Parallelität zur Entwicklung des Gehirns. Hierbei entstehen im Gehirn
die sechs neuropsychischen Systeme, die aufeinander aufbauen:
•
•
•
•
•
•
Stressverarbeitung (HPA-Achse)
Selbstberuhigung und Frustrationstoleranz
Emotions- und Impulskontrolle
Bindung und Sozialität (Empathie, Theory of Mind)
Belohnungsempfindlichkeit und Belohnungserwartung
Realitätsbewusstsein und Risikowahrnehmung
Defizite im Stressverarbeitungs-, Selbstberuhigungs- und Bindungssystem liegen allen psychischen Störungen und Verhaltensproblemen zugrunde.
ZUSAMMENFASSUNG II
Psychotherapien verlaufen oft in zwei unterschiedlichen
Phasen:
In der ersten Phase tritt eine schnelle, aber überwiegend
unspezifische Besserung aufgrund der „therapeutischen Allianz“
und der damit verbundenen Wirkung von Oxytocin und endogenen
Opioiden („common factor“) ein.
In der zweiten, langwierigen Phase muss es zu funktionalen und
strukturellen Veränderungen in subcorticalen limbischen Zentren
(Amygdala, Basalganglien) auf der Ebene von Rezeptoren im
Bereich der Stressverarbeitung, Selbstberuhigung, Bindungsfähigkeit und Impulshemmung kommen.
Dies geschieht in einer „impliziten“ bzw. „prozeduralen“ Weise, die
langwierig und dornig ist. Dennoch ist diese zweite, langwierige
Phase notwendig für eine nachhaltige Linderung der psychischen
Störungen.
Klett-Cotta, Stuttgart 2014
VIELEN DANK FÜR IHRE
AUFMERKSAMKEIT!