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Adresse: Calwerstraße 14
72076 Tübingen


Personenprofil: 07071 29-82311


Faxnummer: 07071 29-4141


Innovative hirnfunktionelle Verfahren

Unsere Arbeitsgruppe beschäftigt sich mit affektiven Reaktionen in Verhalten und Gehirn unter besonderer Berücksichtigung von Geschlecht, psychischer Gesundheit und Erkrankung und in Zusammenhang mit dem Hormonhaushalt.

Geschlecht und Geschlechtshormone beeinflussen nicht nur unsere Gesundheit und unser Verhalten sondern auch unser Hirn. Daher widmet sich die AG der Untersuchung dieser Effekte auf mehreren Ebenen (Verhalten, Gehirn und Psychophysiologie) und hinsichtlich unterschiedlicher Kompetenzen – von emotionalen Fähigkeiten und Empathie über Stress zu Motivation. Im Gehirn ist dabei nicht nur funktionelle Aktivierung von Regionen sondern auch ihre Konnektivität im Rahmen von Ruhezustandsmessungen (resting-state functional connectivity) von besonderem Interesse.

Viele Patienten und Patientinnen mit psychischen Erkrankungen haben Defizite in diesen Bereichen und auch hier soll die Interaktion von Geschlecht, Hormonkonzentration und Symptomatik untersucht werden. Darüber hinaus werden therapeutische Maßnahmen sowohl auf der Verhaltens- als auch auf neuronaler Ebene auf ihre Effektivität hin überprüft und neue Interventionsansätze verfolgt.

Kontakt

Leitung:

frontend.sr-only_#{element.contextual_1.children.icon}: Dipl.-Psych. Prof. Dr. Birgit Derntl


frontend.sr-only_#{element.contextual_1.children.icon}: 07071 29-85437


frontend.sr-only_#{element.contextual_1.children.icon}: 07071 29-5379


E-Mail-Adresse: birgit.derntl@med.uni-tuebingen.de


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Sekretariat:

frontend.sr-only_#{element.contextual_1.children.icon}: Diana Thoma


frontend.sr-only_#{element.contextual_1.children.icon}: 07071 29-86119


E-Mail-Adresse: Diana.Thoma@med.uni-tuebingen.de


frontend.sr-only_#{element.contextual_1.children.icon}: Calwerstraße 14,
72076 Tübingen


Team der Arbeitsgruppe Innovative hirnfunktionelle Verfahren

Neuigkeiten

  • Chen J., Müller V. I., Dukart J., Hoffstaedter F., Baker J. T., Holmes A. J., Vatansever D., Nickl-Jockschat T., Liu X., Derntl B., Kogler L., Jardri R., Gruber O., Aleman A., Sommer I. E., Eickhoff S. B. & Patil K. R., Intrinsic connectivity patterns of task-defined brain networks allow individual prediction of cognitive symptom dimension of schizophrenia and are linked to molecular architecture Biological Psychiatry, doi: https://doi.org/10.1016/j.biopsych.2020.09.024.
  • Chen, J. Patil, K.R., Weis, S., Sim, K., Nickl-Jockschat, T., Zhou, J., Aleman, A., Sommer, I.E., Liemburg, E.J., Hoffstaedter, J., Habel, U., Derntl, B., Liu, X., Fischer, J.M., Kogler, L., Regenbogen, C., Diwadkar, V. A., Stanley, J. A., Riedl, V., Jardri, R., Gruber, O., Sotiras, A., Davatzikos, C., S. B. Eickhoff; Pharmacotherapy Monitoring and Outcome Survey (PHAMOUS) Investigators. Neurobiological divergence of the positive and negative schizophrenia subtypes identified upon a new factor-structure of psychopathology using non-negative factorization: An international machine-learning study. Biological Psychiatry, 1; 87(3):282-293. https://doi: 10.1016/j.biopsych.2019.08.031.
  • Rehbein E, Hornung J, Sundström Poromaa I, Derntl B: Shaping of the Female Human Brain by Sex Hormones: A Review. Neuroendocrinology 2020. https://doi: 10.1159/000507083
  • Kogler, L., Müller, M.I., Werminghausen, E., Eickhoff, S.B., Derntl, B. (2020). Do I feel or do I know? Neuroimaging meta-analyses on the multiple facets of empathy. Cortex, 129:341-355. https://doi.org/10.1016/j.cortex.2020.04.031
  • Fransson, E., Sörensen, F., Kunovac Kallak, T., Ramklint, M., Eckerdal, P., Heimgärtner, M., Krägeloh-Mann, I., Skalkidou, A. (2020). Maternal perinatal depressive symptoms trajectories and impact on toddler behavior – the importance of symptom duration and maternal bonding. Journal of Affective Disorders, 273, 542–551. https://doi.org/10.1016/j.jad.2020.04.003

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Forschungsinteresse und methodische Schwerpunkte

Forschungsinteressen

Geschlecht und Geschlechtshormone beeinflussen nicht nur unsere Gesundheit und unser Verhalten sondern auch unser Hirn. Daher widmet sich die AG der Untersuchung dieser Effekte auf mehreren Ebenen (Verhalten, Gehirn und Psychophysiologie) und hinsichtlich unterschiedlicher Kompetenzen – von emotionalen Fähigkeiten und Empathie über Stress zu Motivation. Im Gehirn ist dabei nicht nur funktionelle Aktivierung von Regionen sondern auch ihre Konnektivität im Rahmen von Ruhezustandsmessungen (resting-state functional connectivity) von besonderem Interesse.

Viele Patienten und Patientinnen mit psychischen Erkrankungen haben Defizite in emotionalen Fähigkeiten, Stressregulation oder Motivation. Hier interessiert uns vor allem das Zusammenspiel von Geschlecht, Hormonen und Symptomatik. Darüber hinaus werden therapeutische Maßnahmen sowohl auf der Verhaltens- als auch auf neuronaler Ebene auf ihre Effektivität hin überprüft und neue Interventionsansätze verfolgt.

Methodische Schwerpunkte

  • Funktionelle Magnetresonanztomographie
  • Experimentalpsychologische Verfahren (bspw. zu Empathie, sexueller Appetenz, Emotionsregulation, Motivation, moralischen Dilemmata, emotionalen Körpergerüchen, Reaktion auf soziale Evaluation oder Stress)
  • Psychophysiologische Verfahren (bspw. Puls, Elektro-Myo-Gramm)
  • Neuropsychologie
  • Hormonanalysen

Forschungsprojekte

Forschungsprojekte

Laufzeit Februar 2017 bis Januar 2020

Stress wird als unspezifische Körperreaktion auf jegliche Art der Anforderung definiert, die die bisherigen Bewältigungsmöglichkeiten überschreitet. Zahlreiche Einflussfaktoren auf die Stressreaktion wurden bislang identifiziert, daher stellt die Erklärung individueller Stressvulnerabilität eine aktuelle Herausforderung der Stressforschung dar. Bereits bekannt ist, dass Frauen und Männer unterschiedlich auf Stress reagieren: während Männer verstärkt physiologische Reaktionen berichten, schildern Frauen eher subjektive Belastungen und negativen Affekt. Obwohl im Tierversuch längst gezeigt, lassen bisherige Humanstudien offen, wie dieser Geschlechterunterschied durch externale und internale Faktoren moduliert wird.

Ein vielversprechender Ansatz zur Untersuchung dieser Unterschiede ist daher die Analyse genetischer und epigenetischer Parameter. Hinsichtlich Stress konnte v.a. ein Polymorphismus des Serotonintransporters (5-HTTLPR) mit Stressvulnerabilität in Verbindung gebracht werden. Allerdings sind nachfolgende Replikationsversuche gescheitert, möglicherweise weil dieser Effekt durch komplexe Interaktionen von Geschlecht, Geschlechtshormonkonzentration und andere Genotypen moderiert wird. Zusätzlich gibt es Hinweise, dass frühere traumatische Erfahrungen zu permanenten strukturellen und regulatorischen Modulationen führen und somit auch Veränderungen der Funktion der Hypothalamus-Hypophysen-Nebennierenrinden-Achse (HPA-Achse) hervorrufen können. Der zugrundeliegende biologische Mechanismus ist noch unklar, bisherige Befunde deuten aber vermehrt auf die Rolle epigenetischer Mechanismen hin, die die Genexpression regulieren und somit in weiterer Folge auch komplexe neuronale Funktionen beeinflussen. Einer dieser Mechanismen ist die DNA Methylierung.

Daher soll in dem beantragten Projekt die subjektive, psychophysiologische und neurale Stressreaktion von 165 Frauen und 165 Männern, genotypisiert für 5-HTTLPR, mittels eines psychosozialen Stressparadigmas untersucht werden. Die Messungen werden an zwei Standorten durchgeführt (Aachen, Tübingen). Der Methylierungsgrad des Serotonin-Transporter-Gens (SCL6A4) wird zusätzlich in allen ProbandInnen erhoben. Da der Testosteronspiegel in Abhängigkeit vom Genotyp möglicherweise einen modulierenden Einfluss auf die Stressreaktion hat, soll dieser Effekt in Frauen und Männern beleuchtet werden. Ebenfalls erfasst werden neuropsychologische und psychophysiologische Daten, die mit den Ergebnissen zur Stressreaktion und kognitiven Fähigkeiten in Verbindung gesetzt werden sollen.

Die Frage nach der Spezifität der Stressreaktion unter Berücksichtigung von Geschlecht, Genotyp und epigenetischen Parametern kann essentiell zu unserem Verständnis der individuellen Stressvulnerabilität und von Stressregulationsprozessen beitragen. Da viele psychiatrische Erkrankungen mit Stress assoziiert sind, ergeben sich dadurch auch wesentliche klinische Implikationen. (Prof. Dr. Vanessa Nieratschker & Prof. Dr. Ute Habel, RWTH Aachen)

(DFG Projekt mit Prof. Dr. Ute Habel, RWTH Aachen)

Laufzeit 2020-2022

Transgender Personen identifizieren sich nicht mit ihrem biologischen Geschlecht und wollen als Person des anderen Geschlechts leben und akzeptiert werden. Sie sind oft schweren Diskriminierungen ausgesetzt und haben ein höheres Risiko für eine schlechtere psychische und körperliche Gesundheit. Viele Transgender Personen streben eine Hormonbehandlung oder eine geschlechtsangleichende Operation an. Eine in letzter Zeit wachsende Zahl von Bildgebungsstudien untersuchte bisher die strukturellen und funktionellen Korrelate von Transgender, und fand Zeichen der Feminisierung in einigen geschlechtsdimorphen Hirnregionen bei Transfrauen, wie auch entsprechende Zeichen der Maskulinisierung bei Transmännern. Die Datenlage ist insgesamt nach wie vor begrenzt. Zudem haben die meisten Studien mit einer Reihe von methodischen Problemen zu kämpfen, darunter kleine Stichproben und fehlende Kontrollgruppen oder fehlende Vergleiche zwischen Transfrauen und -männern. Das vorliegende Projekt verfolgt einen longitudinalen Ansatz, um die Effekte der gegengeschlechtlichen Hormontherapie auf Gehirn und Verhalten zu quantifizieren, indem Hirnstruktur und -funktion über einen Zeitraum von sechs Monaten nach Beginn der Therapie erfasst werden. Neben psychopathologischen Ratings und Fragebögen zu Stress, Emotionen und subjektivem Wohlbefinden wie auch Lebensqualität, messen wir Verhalten und neuronale Korrelate mittels Paradigmen zur Diskrimination von weiblichen und männlichen Stimmen und Gesichtern. Darüber hinaus werden wir die Hypothese eines neurobiologischen Geschlechterkontinuums im menschlichen Gehirn prüfen, die die Validität einer binären Geschlechterkonzeptualisierung in Frage stellt. Basierend auf funktioneller Konnektivität und Fragebogendaten werden wir datenbasiert Machine Learning Algorithmen verwenden, um die Geschlechtsidentität jeder Person unabhängig von ihrem biologischen Geschlecht zu klassifizieren. Wir hoffen, dass solche bio-behavioralen Marker der Geschlechtsidentität klinisch und gesellschaftlich relevantes Wissen im Bereich der Transgender Forschung befördert. (Carolin Lewis, Melina Grahlow)

Ansprechpartnerinnen:

carolin.lewis@med.uni-tuebingen.de

melina.grahlow@med.uni-tuebingen.de

Mit der immer weitreichenderen Verbreitung hormoneller Verhütungsmittel ist es wichtig, deren Auswirkungen auf Körper und Gehirn zu verstehen. Es gibt zwar eine Handvoll Studien zu oralen Kontrazeptiva (OC), aber sie konzentrieren sich hauptsächlich auf die körperlichen Auswirkungen. Ein paar Studien haben auch Auswirkungen auf das Gehirn gezeigt, insbesondere auf die Stressreaktivität, Emotionsregulation und die Verbindung zu psychischen Störungen. Noch seltener sind Studien über die Hormonspirale (LNG-IUS). In unserer vorgeschlagenen Studie wollen wir die Stressreaktivität untersuchen und herausfinden, wie sie durch den Einsatz von hormonellen Verhütungsmitteln verändert werden kann. Ein besseres Verständnis der Mechanismen der Stressreaktivität ist von größter Wichtigkeit, um das Auftreten von stressbedingten psychischen Störungen wie Depressionen und Angstzuständen, insbesondere im Zusammenhang mit hormoneller Verhütung, zu verstehen. Beide endokrinen Systeme - die Hypothalamus-Hypophysen-Nebennierenrinden-Achse (HPA) und die Hypothalamus-Hypophysen-Gonaden-Achse (HPG) – stehen nämlich in Interaktion miteinander. Bislang gibt es nur eine Studie, die das Zusammenspiel von LNG-IUS und der Stressreaktivität untersucht hat: Während OC-Anwenderinnen im Vergleich zu natürlich menstruierenden Frauen eher eine abgestumpfte Cortisolreaktion zeigen, scheinen LNG-IUS-Anwenderinnen eine potenzierte Reaktion auf zu zeigen. Wir wollen die Stressreaktivität in vier Frauengruppen - natürlich menstruierende Frauen, etablierte OC-Anwenderinnen und LNG-IUS-Anwenderinnen/Starterinnen - untersuchen und wie diese durch den Einsatz bzw. Beginn hormoneller über die Zeit verändert werden kann. Um die Wirkung von LNG-IUS und die zeitliche Stabilität dieser sorgfältig zu untersuchen, werden wir die Stressreaktivität (subjektiv, hormonell und verhaltensbedingt) aller Frauen mehrmals messen. Auf diese Weise können wir untersuchen, a) wie die Stressreaktion durch den LNG-IUS-Beginn moduliert wird und b) wie sich individuelle Stressreaktionen entwickeln. Damit hat dieses Projekt eine enorme gesellschaftliche Relevanz, da Frauen weltweit eine fundiertere Entscheidung darüber treffen können, welche Verhütungsmethode sie wählen wollen. (Zoé Bürger)

Ansprechpartnerin:

zoe.buerger@med.uni-tuebingen.de

Wenn es um moralische Dilemmata geht, existiert oft eine moralische Dichotomie zu ihrer Lösung. Die berüchtigten Trolley- und Brückenprobleme veranschaulichen den Konflikt: Wenn eine außer Kontrolle geratene Straßenbahn in Richtung von fünf Gleisarbeitern auf der Strecke fährt, würden sowohl Deontologen (regelgebundene Moral) als auch Utilitaristen (ergebnisbasierte Moral) den Wagen auf ein Gleis mit nur einem Arbeiter umleiten. Aber wenn eine Straßenbahn auf fünf Gleisarbeiter auf der Strecke zufährt, würden es Deontologen verbieten, einen sehr großen Mann auf die Strecke zu schieben, um den Wagen zu stoppen, während Utilitaristen diese Aktion als moralisch zulässig erlauben. Das Verständnis, wie unsere moralische Entscheidungsfindung während der Dilemmata in unserem Gehirn verarbeitet wird, ist sowohl aus gesellschaftlichen als auch aus klinischen Gründen entscheidend.

Neuroimaging-Studien haben festgestellt, dass zwei verschiedene neuronale Aktivierungswege zur moralischen Dichotomie beitragen: stärkere Aktivierungen in emotionsassoziierten Regionen treten häufiger deontologisch als Reaktion auf Dilemmata auf, während stärkere Aktivierungen in kognitionsassoziierten Regionen - utilitaristisch. Persönliche Merkmale (z.B. Empathie, Prosozialität, Risikobereitschaft) und Geschlecht tragen ebenfalls zu Unterschieden in der neurobiologischen Realisierung moralischer Entscheidungsfindung bei. In Verhaltensstudien wurden utilitaristische Antworten negativ mit Trait-Empathie und humanisierten Opfern in Dilemma-Szenarien und positiv mit Psychopathie oder Defiziten in Empathie assoziiert. Funktionale Neuroimaging-Studien mit Kindern und Erwachsenen haben festgestellt, dass der Anblick von Schmerzen oder emotionale Belastung eine neuronale Reaktion in einem Netzwerk hervorruft, das sich aus Regionen zusammensetzt, die an moralischen Entscheidungen beteiligt sind.

Innerhalb dieser Studie wollen wir Folgendes aufklären: (i) Geschlechterunterschiede bei der neuronalen Aktivierung während der moralischen Entscheidungsfindung und ihre Assoziation mit geschlechtsspezifischer Leistung und den (ii) Einfluss von persönlichen Merkmalen auf Verhaltens- und neurobiologische Mechanismen moralischer Dilemmata bei Männern und Frauen.

Die Studie wird gesunde Frauen und Männer untersuchen, die während zweier experimenteller Paradigmen, die 1. moralische Empfindlichkeit und 2. Entscheidungsfindung messen, im fMRT gescannt werden. Anhand der Ergebnisse können wir Schlussfolgerungen ziehen, ob und wie persönliche Merkmale und Geschlecht die Verhaltensweisen und neuronale Korrelate der moralischen Entscheidungsfindung beeinflussen. (Aiste Ambrase, Melina Grahlow)

Ansprechpartnerinnen:

aiste.ambrase@med.uni-tuebingen.de

melina.grahlow@med.uni-tuebingen.de

fortüne-Projekt

Laufzeit 2018 – 2020

Wir sind täglich mit zahlreichen Situationen konfrontiert, in denen wir  durch andere bewertet werden. Unangemessener Umgang mit Bewertungen durch andere (bspw. mit Sätzen wie Das hast du schlecht gemacht) sind ein zentrales Problem vieler Patient_innen  mit psychischen Störungen.
Das Ziel der Studie ist es, individuelle subjektive, peripherphysiologische und neuronale Reaktionen auf soziale Videos zu erfassen, um diese Videos im Weiteren so anzupassen, dass sie im klinischen Kontext eingesetzt werden können. Zusätzlich werden Effekte auf die funktionelle Konnektivität im Hirn mittels funktioneller Kernspintomografie (fMRT) erfasst. Die Daten sollen weiterführend dazu dienen, Interventionen zum Umgang mit sozialer Bewertung für Patient_innen zu verbessern. (Lydia Kogler)

Ansprechpartnerin:

lydia.kogler@med.uni-tuebingen.de

CIN EXC 307 Projekt mit Prof. Dr. Martin Walter, Prof. Dr. Hubert Preissl, Prof. Dr. Ingeborg Krägeloh-Mann, Prof. Dr. Inger Sundström Poromaa, University of Uppsala, Prof. Dr. Lisa Ekselius, University of Uppsala, Prof. Dr. Fotis Papadopozlos und Prof. Dr. Alkistis Skalkidou, University of Uppsala

Laufzeit 2017 – 2020

Die Schwangerschaft gehört neben der Pubertät und Menopause  zu einer der großen hormonellen Umbruchsphasen im Leben einer Frau. Zusätzlich stellt sie eine kritische Entwicklungsphase für das ungeborene Kind dar. Studien zeigen, dass der Ursprung vieler struktureller Veränderungen neuronaler und psychologischer Störungen bereits auf diese frühe Entwicklungsphase zurückzuführen ist. Durch den immensen Anstieg an weiblichen Geschlechtshormonen in der Schwangerschaft kommt es auch zu Veränderungen in Hirnbereichen, die an emotionalen Prozessen beteiligt sind. Bereits natürliche hormonelle Schwankungen, insbesondere des weiblichen Geschlechtshormons Estradiols, beeinflussen einen erfolgreichen Umgang mit Emotionen und die zugrundeliegende Hirnaktivität. Estradiol kann hierbei Veränderungen der Stimmung, Emotionsverarbeitung, der Farbwahrnehmung und des Hörens hervorrufen. Dies konnte vor allem in Studien zum Einfluss des Menstruationszyklus nachgewiesen werden. Ein besseres Verständnis der Faktoren, die zur Verbesserung oder Verschlechterung unserer Fähigkeit Emotionen zu regulieren während der Schwangerschaft beitragen ist wichtig, um die Anpassung des Gehirns in Folge der Schwangerschaft und grundsätzlich den Einfluss von Geschlechtshormonen auf unsere emotionalen Fähigkeiten besser verstehen zu können. In dieser Studie soll daher der Einfluss der Konzentration von Estradiol auf die Fähigkeit, Emotionen zu regulieren und die zugrunde liegende Gehirnaktivität untersucht werden. Probandinnen werden hierbei ein Emotionsregulationsparadigma im Magnetresonanztomographen (MRT) absolvieren. In drei weiteren Teilprojekten werden mütterlicher Stress in der Schwangerschaft mittels fMEG, die Prädiktoren für die Entwicklung von Postpartaler Depression und die Entwicklung des Kindes untersucht. (Elisa Rehbein, Ferdinand Sörensen)

Ansprechpartner:

elisa.rehbein@med.uni-tuebingen.de

ferdinand.soerensen@med.uni-tuebingen.de




DFG-Projekt

Laufzeit 2017 – 2021

Orale Kontrazeptiva (OK) werden von Millionen Frauen weltweit jeden Tag eingenommen. Keine andere „Pille“ hatte so einen durchschlagenden Effekt auf die Gesellschaft, v.a. weil sie Frauen ermöglichte eine Schwangerschaft zu verhindern bzw. zu kontrollieren und dadurch gesellschaftliche Konventionen und Genderstereotypen kritisch hinterfragt wurden. Während eine Vielzahl an Studien den Einfluss endogener Geschlechtshormone auf ein breites Spektrum an menschlichem Verhalten nachweisen konnte, ist bislang wenig über die psychologischen und neurobiologischen Effekte der OK-Einnahme bekannt.  Die wenigen existierenden Studien weisen allerdings auf eine signifikante Veränderung im sozialen Verhalten der Frauen, die auch weitreichende individuelle und gesellschaftliche Konsequenzen haben könnte: so wird die Partnerwahl durch OK-Einnahme verändert und auch sexuelles Verlangen, Erregung und Belohnungsverarbeitung beeinflusst. Die Geschlechtshormonkonzentration hat daher großen Einfluss auf wichtige Aspekte im Leben einer Frau. Ob OK-Einnahme auch sexuelle Appetenz und damit einhergehend Annäherungs-Vermeidungsverhalten beeinflusst ist bislang unbekannt.
Daher widmet sich dieses Forschungsvorhaben der Untersuchung des Einflusses von endogenen vs. synthetischen Geschlechtshormonkonzentrationen und OK-Einnahme auf sexuelle Appetenz und die neuralen Korrelate. Es sollen 3 Gruppen an Frauen eingeschlossen werden: 1) natürlich menstruierende Frauen, 2) Frauen, die eine OK-Einnahme nach der 1. Messung starten und 3) Frauen, die OKs schon seit mindestens 12 Monaten einnehmen. Alle Teilnehmerinnen werden zweimal im Abstand von 3 Monaten untersucht werden. Dazu soll eine Annährungs-Vermeidungs-Aufgabe im MR-Scanner durchgeführt werden. Darüber hinaus wird auch die funktionelle Konnektivität während des „Resting-state“ als auch Hirnvolumetrie an beiden Messterminen erhoben und der Einfluss OK-Einnahme sowie zyklus- und Pille-bedingten Geschlechtshormonfluktuationen darauf analysiert.
Das vorliegende Projekt fokussiert auf die Kombination und Integration von Verhaltensdaten, subjektiven Angaben, hormonellen sowie neuralen Parametern hinsichtlich sozialen Verhaltens bei Frauen. Es ist die erste Untersuchung die sich explizit mit dem Einfluss der OK-Einnahme auf diese unterschiedlichen Maße und Parameter beschäftigt und dadurch die Möglichkeit zur Charakterisierung der psychologischen und neurobiologischen Implikationen der OK-Einnahme beleuchten kann. (Ann-Christin Kimmig)

Ansprechpartnerin: 

ann-christin.kimmig@med.uni-tuebingen.de

DFG-Projekt mit Frau Prof. Dr. Vanessa Nieratschker & Prof. Dr. Ute Habel, RWTH Aachen

Laufzeit 2017-2021

Stress wird als unspezifische Körperreaktion auf jegliche Art der Anforderung definiert, die die bisherigen Bewältigungsmöglichkeiten überschreitet. Zahlreiche Einflussfaktoren auf die Stressreaktion wurden bislang identifiziert, daher stellt die Erklärung individueller Stressvulnerabilität eine aktuelle Herausforderung der Stressforschung dar. Bereits bekannt ist, dass Frauen und Männer unterschiedlich auf Stress reagieren: während Männer verstärkt physiologische Reaktionen berichten, schildern Frauen eher subjektive Belastungen und negativen Affekt. Obwohl im Tierversuch längst gezeigt, lassen bisherige Humanstudien offen, wie dieser Geschlechterunterschied durch externale und internale Faktoren moduliert wird.
Ein vielversprechender Ansatz zur Untersuchung dieser Unterschiede ist daher die Analyse genetischer und epigenetischer Parameter. Hinsichtlich Stress konnte v.a. ein Polymorphismus des Serotonintransporters (5-HTTLPR) mit Stressvulnerabilität in Verbindung gebracht werden. Allerdings sind nachfolgende Replikationsversuche gescheitert, möglicherweise weil dieser Effekt durch komplexe Interaktionen von Geschlecht, Geschlechtshormonkonzentration und andere Genotypen moderiert wird. Zusätzlich gibt es Hinweise, dass frühere traumatische Erfahrungen zu permanenten strukturellen und regulatorischen Modulationen führen und somit auch Veränderungen der Funktion der Hypothalamus-Hypophysen-Nebennierenrinden-Achse (HPA-Achse) hervorrufen können. Der zugrundeliegende biologische Mechanismus ist noch unklar, bisherige Befunde deuten aber vermehrt auf die Rolle epigenetischer Mechanismen hin, die die Genexpression regulieren und somit in weiterer Folge auch komplexe neuronale Funktionen beeinflussen. Einer dieser Mechanismen ist die DNA Methylierung.
Daher soll in dem beantragten Projekt die subjektive, psychophysiologische und neurale Stressreaktion von 165 Frauen und 165 Männern, genotypisiert für 5-HTTLPR, mittels eines psychosozialen Stressparadigmas untersucht werden. Die Messungen werden an zwei Standorten durchgeführt (Aachen, Tübingen). Der Methylierungsgrad des Serotonin-Transporter-Gens (SCL6A4) wird zusätzlich in allen ProbandInnen erhoben. Da der Testosteronspiegel in Abhängigkeit vom Genotyp möglicherweise einen modulierenden Einfluss auf die Stressreaktion hat, soll dieser Effekt in Frauen und Männern beleuchtet werden. Ebenfalls erfasst werden neuropsychologische und psychophysiologische Daten, die mit den Ergebnissen zur Stressreaktion und kognitiven Fähigkeiten in Verbindung gesetzt werden sollen.
Die Frage nach der Spezifität der Stressreaktion unter Berücksichtigung von Geschlecht, Genotyp und epigenetischen Parametern kann essentiell zu unserem Verständnis der individuellen Stressvulnerabilität und von Stressregulationsprozessen beitragen. Da viele psychiatrische Erkrankungen mit Stress assoziiert sind, ergeben sich dadurch auch wesentliche klinische Implikationen. (Hannes Noack)

Ansprechpartner:

hannes.noack@med.uni-tuebingen.de

Abgeschlossene Forschungsprojekte

Laufzeit Januar 2016 bis Dezember 2017

Visuelle Aufmerksamkeitsprozesse sind für die zwischenmenschliche Interaktion wesentlich. Diesbezüglich sind Geschlecht und der weibliche Menstruationszyklus Einflussfaktoren. Androstadienon, ein sozial-relevanter, menschlicher Duftstoff, beeinflusst Aufmerksamkeitsprozesse, indem es sie auf emotionale Reize lenkt. Die genaue Rolle sozial-relevanter Duftstoffe in der menschlichen Interaktion ist allerdings wenig untersucht und die neurobiologischen Grundlagen der Aufmerksamkeitsmodulation bei Frauen und Männern unbekannt. Daher soll im vorliegenden Projekt der Effekt von Androstadienon auf selektive Aufmerksamkeit und Aufmerksamkeitsverzerrungen und deren neuronale Grundlagen in Zusammenhang mit Geschlecht und Zyklusphase analysiert werden. Alle Teilnehmer durchlaufen zwei fMRT-Untersuchungen (Androstadienon vs. Placebo). Es wird eine signifikante Modulation beider Aufmerksamkeitsprozesse durch Androstadienon erwartet, wobei Geschlecht und Zyklusphase eine entscheidende Rolle spielen. Die Modulation emotional-kognitiver Prozesse durch Geschlecht, Zyklusphase oder sozial-relevante Duftstoffe wie Androstadienon wurde bislang zu wenig untersucht. Um in weiterer Folge Ableitungen für geschlechterspezifisches Verhalten und Prävalenzraten (z.B. Depression bei Frauen) sowie Ansatzpunkte für spezifische therapeutische Interventionen herausarbeiten zu können, besteht großer Bedarf an der Untersuchung dieser Effekte.

Laufzeit 2011 bis 2015

Prof. Dr. Ewald Moser & Prof. Dr. Christian Windischberger, MUW Wien, Prof. Dr. Ute Habel, RWTH Aachen, Prof. Dr. Ruben Gur, UPENN und Prof. Dr. Ilse Kryspin-Exner, UNI WIEN

Weiblich oder männlich - unser Geschlecht ist einer der wichtigsten biologischen Faktoren des Menschen mit weitreichenden Konsequenzen für viele Aspekte von sozial-emotionalen Fähigkeiten bis hin zu Gesundheit. Gerade die physiologischen und psychologischen Reaktionen auf Stress haben einen großen Einfluss auf die menschliche Gesundheit und hier lassen bisherige Studien Geschlechtsunterschiede sowohl in den subjektiven, den physiologischen als auch den neuronalen Korrelaten vermuten. Konfrontiert mit sozialem Stress zeigen Frauen eine reduzierte Kortisolreaktion, aber eine starke subjektive Betroffenheit und erhöhte neuronale Aktivierung in limbischen Regionen. Interessanterweise zeigen Männer während Leistungsstress eine reduzierte subjektive Belastung aber stärkere physiologische Reaktionen. Zudem lässt die stärkere neuronale Aktivierung in präfrontalen Arealen bei Männern im Vergleich zu Frauen eine eher regulatorische Reaktion vermuten. Trotz der behavioralen Evidenz von Geschlechtsunterschieden in Stressreaktionen in Abhängigkeit von der Art des Stressors gibt es keine Studie mit bildgebenden Verfahren, die subjektive, physiologische und neuronale Reaktionen auf Leistungs- und sozialen Stress bei Frauen und Männern direkt vergleicht. Das Ziel der hier präsentierten Studie ist es unter Anwendung von funktioneller Hochfeldmagnetresonanztomografie (fMRT) Geschlechtsunterschiede in Stressreaktionen und deren Modulation durch die Art des Stressors (Leistungs- vs. Sozialer Stress) zu überprüfen. Die Anwendung eines Drei-Ebenen-Ansatzes (subjektiv, physiologisch und neuronal) ermöglicht es komplexe Effekte und Interaktionen im Rahmen eines umfassenden Stressmodels zu erforschen. Die Analyse von neuronale Netzwerkmodellen zusätzlich zu einem rein lokalisationsbasierten Ansatz in der Auswertung der fMRT-Daten kann wichtige Erkenntnisse hinsichtlich stress-regulatorischer sowie geschlechterspezifischer Mechanismen liefern. Die neuronalen Regionen, die hier von besonderem Interesse sind umfassen kortikale (z.B. präfrontaler Kortex) sowie subkortikale Areale (z.B. Hippokampus und Amygdala). Auf der physiologischen Ebene soll vor allem der Effekt von Stress- sowie Geschlechtshormonen auf die subjektiven und neuronalen Stressreaktionen systematisch erforscht werden. Die Untersuchung der Mechanismen, die geschlechtsspezifischen Stressreaktionen zugrunde liegen, kann essentiell zu unserem Verständnis von Prävalenzunterschieden bei stressbezogenen Erkrankungen, z.B. Depression bei Frauen und kardiovaskuläre Erkrankungen bei Männern, beitragen.

Laufzeit 2014 bis 2016

Frau Prof. Dr. Ute Habel, RWTH Aachen

Der Einfluss phonatorischer Geschlechtsmerkmale und sozialer Geschlechtsstereotypen auf das geschlechterdistinktive Verhalten und Erleben ist ebenso unzureichend geklärt, wie deren neuronale Korrelate. Dies gilt insbesondere für den Bereich der Geschlechtsidentitätsstörungen. Ziel des vorliegenden Antrages ist es daher, mittels fMRT-Untersuchungen bei 16 Frauen, 16 Männern und 16 Mann-zu-Frau(MzF)-Transsexuellen (vor Hormonbehandlung) a) die neuronalen Korrelate der Verarbeitung und Diskrimination weiblicher und männlicher Stimmen zu identifizieren, b) die Selbst- vs. Fremdattribution geschlechtsstereotyper Eigenschaftswörter zu bestimmen und c) den Einfluss letzterer auf die Behaltensleistung zu ermitteln. Dadurch sollte es möglich werden, diejenigen zerebralen Netzwerke aufzudecken, die der Verarbeitung der biologischen Geschlechtsmerkmale (Stimme) einerseits und der sozialen Geschlechtscharakterisierungen (Stereotype) andererseits zugrunde liegen und die Veränderungen bei MzF-Geschlechtsidentitätsstörungen aufweisen, was die Identifizierung von Endophänotypen ermöglichen könnte. Aus den so gewonnenen Erkenntnissen sollten sich künftig wichtige diagnostische und therapeutische Implikationen für die MzF-Transsexuellen ableiten lassen.

Publikationen und Kooperationen

Nationale und internationale Kooperationspartner

  • Prof. Dr. Simon Eickhoff, Forschungszentrum Jülich
  • Prof. Dr. Jessica Freiherr, Psychiatrische und Psychotherapeutische Klinik, Universitätsklinikum Erlangen
  • Prof. Ruben und Raquel Gur, Brain Behavior Laboratory, Department of Psychiatry, University of Pennsylvania, Philadelphia
  • Prof. Dr. Ute Habel, Klinik für Psychiatrie, Psychotherapie und Psychosomatik, RWTH Aachen
  • Prof. Dr. Alex Hofer, Department für Psychiatrie, Psychotherapie und Psychosomatik, Medizinische Universität Innsbruck, Österreich
  • Dr. Carmen Morawetz, Exzellenzzentrum für Hochfeld MR, Medizinische Universität Wien
  • Dr. Dr. Belinda Pletzer, Centre for Cognitive Neuroscience, Salzburg
  • Prof. Dr. Inger Sundström, Poromaa Department of Gynecology & Obstetrics, University of Uppsala, Sweden
  • PD Dr. Julia Sacher, Max Planck Institute für Kognitions- und Neurowissenschaften, Leipzig
  • Prof. Dr. Ingeborg Krägeloh-Mann, Präsidentin der Deutschen Gesellschaft für Kinder- und Jugendmedizin (DGKJ)


Zertifikate und Verbände

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