Funktionell-hirnbildgebende Untersuchung zu endophänotypischen Markern bei erstgradigen Angehörigen schizophrener Patienten
Functional brain imaging study to find endophenotypes in first-degree relatives of schizophrenic patients
by Anna Fanelli
Date of Examination:2013-11-19
Date of issue:2013-11-12
Advisor:Prof. Dr. Oliver Gruber
Referee:PD Dr. Peter Dechent
Referee:Prof. Dr. Martin Oppermann
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Name:Funktionell-hirnbildgebende Untersuchung zu ...pdf
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Format:PDF
Abstract
English
Thanks to the current development of modern neuro-imaging, a greater understanding of the neural correlates of cognitive processing has been achieved. Because of this advancement, it is now possible to analyze the identified systems for dysregulations in the context of the investigation of psychiatric disorders. Accordingly; this is how the concept of endophenotypes received an important role during the last years. Endophenotypes are intermediate between the clinical phenotype and the genotype coded for the disease. In the future their identification should make a contribution to the reformation of the no longer contemporary psychiatric classification systems to grant a suitable classification of the particular diagnose groups. For this reason, the present paper tested three different neuronal systems that comprise the reward system, the verbal and the spatial working memory, as well as areas which seem to play an important role during cognitive control processing as potential endophenotypes. 20 first-degree - relatives of schizophrenic patients were therefore tested, undergoing a one-hour fMRI-scan while solving tasks to activate these neuronal circuits. The findings indicate dysregulations of several neuronal areas during each task. In regard of previous endophenotype-studies that included schizophrenic patients as well as their relatives, the present discoveries could be explained scientifically. In doing so, a few promising observations were made. Some potential endophenotypes were found in neuronal areas that subserve cognitive control processes. Further dysregulations, particularly of the right anterior thalamus, could be found. Besides these findings, Hyperactivations in areas of the PFC and the premotor cortex that were also described by former studies could be certified. In summary, all these researches dealing with the endophenotype question are just at the beginning of a long but promising way that could revolutionize the present classification systems in the future. The first steps are made and need to be continued with further, larger and possibly more precise studies.
Keywords: Endophenotype; relatives; schizophrenic patients; neuro-imaging; Oddball; verbal working memory; visual working memory; reward system
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In den letzten Jahren wurde es dank der Entwicklung moderner Bildgebungsverfahren möglich, die neuronalen Korrelate kognitiver Arbeitsprozesse teilweise aufzudecken und immer besser zu verstehen. Durch diese Fortschritte ist es heute möglich, diese identifizierten Systeme im Rahmen der Erforschung psychiatrischer Erkrankungen auf Dysregulationen zu untersuchen. Dabei wird seit einigen Jahren der Suche nach Endophänotypen eine tragende Rolle zuteil. Endophänotypen befinden sich dabei intermediär zwischen dem klinischen Phänotyp und dem für die Krankheit kodierenden Genotyp. Ihre Identifizierung soll in Zukunft dazu beitragen, das nach neuesten Erkenntnissen nicht mehr aktuelle psychiatrische Klassifikationssystem zu reformieren und damit eine krankheitsgerechtere Einteilung der einzelnen Diagnosegruppen zu gewährleisten.
In diesem Rahmen wurden in der hier vorliegenden Arbeit drei verschiedene neuronale Systeme, die dem Belohnungssystem, dem verbalen sowie visuell-räumlichen Arbeitsgedächtnis und den Aufmerksamkeitsprozessen zugrunde liegen, in Bezug auf ihre Relevanz als potentielle Endophänotypen getestet. 20 erstgradige Angehörige von schizophrenen Patienten unterzogen sich in diesem Zuge einer etwa einstündigen fMRT- Untersuchung, während der sie Aufgaben zur Aktivierung dieser neuronalen Netzwerke lösen sollten. Die dabei gemachten Funde indizieren Dysregulationen verschiedener neuronaler Areale während aller Aufgaben. In Bezug auf vorherige Studien zu Endophänotypen sowohl mit Angehörigen als auch mit Schizophrenen konnten diese Funde in den wissenschaftlichen Hintergrund eingeordnet werden. Dabei konnten einige vielversprechende Beobachtungen festgehalten werden. Es ergaben sich potentielle Endophänotypen in Bereichen neuronaler Hirnstrukturen, die der Verarbeitung von kognitiven Kontrollprozessen zugrunde liegen. Des Weiteren konnte eine Dysregulation vor allem des rechten anterioren Thalamus konstatiert werden. Auch Hyperaktivierungen in Arealen des PFCs und im prämotorischen Kortex konnten ebenfalls durch Funde anderer
Studien bestätigt werden.
Zusammenfassend stehen die wissenschaftlichen Forschungen zur Endophänotypenfrage wohl noch am Anfang eines langen, jedoch sehr vielversprechenden Weges, der die aktuellen Klassifikationssysteme in Zukunft revolutionieren könnte. Die ersten Schritte sind getan und müssen nun in weiteren, umfangreicheren und möglicherweise auch präziseren Studien fortgeführt werden.
Schlagwörter: Endophänotyp; Schizophrenie; fMRT; Oddball; verbales Arbeitsgedächtnis; visuelles Arbeitsgedächtnis; erstgradige Angehörige; Belohnungssystem