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Projekte der neurobiologischen Forschung

Arousalregulation bei affektiven Störungen

​Dem Arousalregulationsmodell affektiver Störungen zufolge trägt ein Hypoarousal bzw. eine instabile Arousalregulation zur Entstehung und Aufrechterhaltung hypomanen und manischen Verhaltens bei, wohingegen ein ZNS-Hyperarousal bzw. eine hyperstabile Arousalregulation zur Symptomatik der Depression beiträgt (Hegerl & Hensch, 2014; Hegerl, Sander & Hensch, 2016). Erste Befunde einer hyperstabilen Arousalregulation bei unmedizierten unipolar Depressiven mit VIGALL 1.0 (Hegerl et al., 2012) konnten in einer unabhängigen Stichprobe mit VIGALL 2.0 repliziert werden (Schmidt et al., 2016). Reanalysen dieser beiden Datensätze mit VIGALL 2.1 bestätigten diese Befunde (Hegerl et al., 2017). Mit der aktuellen Version VIGALL 2.1 konnten auch leicht Depressive (inklusive subklinischer Fälle) von Kontrollen getrennt werden (Ulke et al., 2017). Ebenso unterschieden sich mit VIGALL 2.1 sowohl medizierte manische als auch depressive Bipolare Patienten jeweils voneinander und gegenüber Kontrollen (Wittekind et al., 2016). Aktuell wird die Arousalregulation bei medizierten unipolar depressiven sowie bei remittierten bipolaren Patienten untersucht.

Bereits veröffentlichte Publikationen

  • Hegerl U, Sander C, Ulke C, Böttger D, Hensch T, Huang J, Mauche N, Olbrich S (2017). Vigilance Algorithm Leipzig (VIGALL) Version 2.1 - Manual. http://research.uni-leipzig.de/vigall/.
  • Ulke C*, Sander C* (*equally contributing), Jawinski P, Mauche N, Huang J, Spada J, Wittekind D, Mergl R, Luck T, Riedel-Heller S, Hensch T, Hegerl U (2017). Sleep disturbances and upregulation of brain arousal during daytime in depressed versus non-depressed elderly subjects. World J Biol Psychiatry18(8):633-640.
  • Hegerl U, Sander C, Hensch T (2016). Arousal regulation in affective disorders. In: T Frodl (Hrsg.) Systems Neuroscience in Depression (p. 341 - 370) Elsevier Verlag.
  • Schmidt FM*, Pschiebl A* (*equally contributing), Sander C, Kirkby KC, Thormann J, Minkwitz J, Chittka T, Weschenfelder J, Holdt LM, Teupser D, Hegerl U, Himmerich H. (2016). Impact of Serum Cytokine Levels on EEG-Measured Arousal Regulation in Patients with Major Depressive Disorder and Healthy Controls. Neuropsychobiology 73(1):1-9.
  • Wittekind DA*, Spada J*(*equally contributing), Gross A, Hensch T, Jawinski P, Ulke C, Sander C, Hegerl U (2016). Early report on brain arousal regulation in manic vs depressive episodes in bipolar disorder. Bipolar Disord. 2016; 18(6):502-10.
  • Geissler J, Romanos M, Hegerl U & Hensch T (2014). Hyperactivity and sensation seeking as autoregulatory attempts to stabilize brain arousal in ADHD and mania? ADHD Attention Deficit and Hyperactivity Disorders 6, 159-173.
  • Hegerl U & Hensch T (2014). The vigilance regulation model of affective disorders and ADHD. Neuroscience & Biobehavioral Reviews 44, 45-57.
  • Hegerl U*, Wilk K* (*equally contributing), Olbrich S, Schoenknecht P, Sander C (2012). Hyperstable regulation of vigilance in patients with major depressive disorder. World J Biol Psychiatry 13(6):436-46.

Validität und Reliabilität des Vigilance Algorithm Leipzig

​Zielstellung

Während frühere Versionen des VIGALL bereits mittels simultaner EEG-PET und EEG-f-MRT Aufzeichnungen sowie mittels Herzraten validiert wurden (Guenther et al., 2011; Olbrich et al., 2011, 2012), beschäftigt sich dieses Projekt neben einer Reliabilitätsprüfung mit der Validierung des aktuellen VIGALL, u.a. an Hand von arousal-sensitiven ereigniskorrelierten Potentialen, Performance-Maßen (wie z.B. Reaktionszeiten) und autonomen Arousal (Herzraten und Hautleitfähigkeit). Darüber hinaus werden im Sinne einer Konstruktvalidierung Zusammenhänge zwischen der Arousalregulation und subjektiven Ratings untersucht, z.B. Assoziationen mit habitueller Schläfrigkeit (Epworth Sleepiness Scale).

Bereits veröffentlichte Publikationen

  • Huang J*, Hensch T* (*equally contributing), Ulke U, Sander C, Spada J, Jawinski P, Hegerl U (2017). Evoked potentials and behavioral performance during different states of brain arousal BMC Neuroscience 18(1):21.
  • Huang J, Sander C, Jawinski P, Ulke C, Spada J, Hegerl U & Hensch T (2015). Test-retest reliability of brain arousal regulation as assessed with VIGALL 2.0. Neuropsychiatric Electrophysiology 1:13.
  • Jawinski P, Kittel J, Sander C, Huang J, Spada J, Ulke C, Wirkner K, Hensch T, Hegerl U (2017) Sleep 40(7).
  • Ulke C*, Huang J* (*equally contributing), Schwabedal JT, Surova G, Mergl R, & Hensch T (2017). Coupling and dynamics of cortical and autonomic signals are linked to central inhibition during the wake-sleep transition. Scientific Reports, 7(1), 11804.

Zusammenhang affektiver Persönlichkeitseigenschaften

​Hintergrund

Das Arousalregulationsmodell zu affektiven Störungen und ADHS (Hegerl & Hensch, 2014; Hegerl et al., 2012) geht davon aus, dass ein ZNS-Hyperarousal bzw. eine hyperstabile Arousalregulation zur Symptomatik der Depression beiträgt, während ein Hypoarousal bzw. eine instabile Arousalregulation zur Entstehung und Aufrechterhaltung hypomanen und manischen Verhaltens sowie ADHS beiträgt.

Zielstellung

Zur Prüfung des Arousalregulationsmodells wird im vorliegenden Projekt untersucht, ob die Besonderheiten bzgl. ZNS-Arousal und Schlaf auch mit Persönlichkeitseigenschaften assoziiert sind, die als Risikofaktoren für affektive Störungen vorgeschlagen wurden.

Bereits veröffentliche Publikationen

  • Hensch T, Jawinski P, Sander C, Hegerl U. (2016). High-scorers in Hypomanic Personality show more sleepiness and unstable brain arousal. In: Fritsche I, editor. 50th Congress of the German Psychological Society; 2016; Leipzig. Lengerich: Pabst Science Publishers; p. 369-70.
  • Jawinski P, Hegerl U, Hensch T (2017) Arousal in resting state and the big five personality traits. Oral presentation at the 25th annual Meeting of the German Sleep Society (DGSM), Münster, November 9-11 2017.

Molekulargenetik von Schlaf und ZNS-Arousalregulation

​Zielstellung

Schlaf und die Arousalregulation im Wachzustand spielen bei zahlreichen psychischen Störungen eine große Rolle und beide haben trotz markanter Umwelteinflüsse eine bedeutsame genetische Grundlage. Im vorliegenden Projekt werden mittels Kandidatengen- und genomweiten Analysen die molekulargenetischen Grundlagen von Schlaf- und Arousalregulationsphänotypen analysiert.

Bereits veröffentlichte Publikationen

  • Jawinski P, Sander C, Mauche N, Spada J, Huang J, Schmidt A, Häntzsch M, Burkhardt R, Scholz M, Hegerl U, Hensch T (2015). Brain arousal regulation in carriers of bipolar disorder risk alleles. Neuropsychobiology 72(2):65-73.
  • Jawinski P*, Tegelkamp S* (*equally contributing), Sander C, Häntzsch M, Huang J, Mauche N, Scholz M, Spada J, Ulke C, Burkhardt R, Reif A, Hegerl U, Hensch T (2016). Time to wake up: No impact of COMT Val158Met gene variation on circadian preferences, arousal regulation and sleep. Chronobiology International 33(7):893-905.
  • Spada J, Scholz M, Kirsten H, Hensch T, Horn K, Jawinski P, Ulke C, Burkhardt R, Wirkner K, Loeffler M, Hegerl U, Sander C (2016) Genome-wide association study of actigraphic sleep phenotypes in the LIFE-Adult-Study. Journal of Sleep Research 25(6):690-701.
  • Spada J, Sander C, Burkhardt R, Häntzsch M, Mergl R, Scholz M, Hegerl U & Hensch T (2014). Genetic association of objective sleep phenotypes with a functional polymorphism in the neuropeptide S receptor gene. PLOS ONE 9(6):e98789.

VIRAP

​Vigilanzregulation als Responseprädiktor für antidepressive Pharmakotherapie (VIRAP)

Projektmitarbeiter: Dr. F.M. Schmidt, Prof. Dr. U. Hegerl, Dr. C. Sander

Hintergrund

Responseraten von unter 50 Prozent bei mit Antidepressiva behandelten Patienten mit unipolaren Depressionen führen zu der Suche nach Prädiktoren für das Ansprechen oder Scheitern einer antidepressiven Behandlung. Die Vigilanzregulation, die sich mittels des Vigilanz Algorithmus Leipzig (VIGALL) im EEG bestimmen lässt, weist bei depressiven Patienten nachweisbare signifikante und replizierbare Veränderungen im Sinne einer hyperstabilen EEG-Vigilanzregulation auf. (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21722018, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26812192).

Zielstellung

Ziel des Projekts ist die Untersuchung, ob die EEG-basierte Vigilanzregulation depressiver Patienten einen Hinweis auf die Response oder Remission nach einer 4-wöchigen standardisierten antidepressiven Pharmakotherapie liefert. Im unmedizierten (Antidepressiva-nativen) Zustand (T1), 2 Wochen (T2) sowie 4 Wochen nach Behandlungsbeginn (T3) erfolgt die Erhebung der depressive Symptomatik mittels Fremd- und Selbstratings. Die Untersuchung wird komplettiert durch Aktometrie, Serumparameterbestimmung und die Bestimmung der Intensitätsabhängigkeit akustisch evozierter Potentiale (IAEP).

Bereits veröffentlichte Publikationen

  • Schmidt FM, Sander C, Dietz ME, Nowak C, Schroder T, Mergl R, Schonknecht P, Himmerich H & Hegerl U (2017) Brain arousal regulation as response predictor for antidepressant therapy in major depression. Sci Rep 7: 45187.

Genetische und klinische Korrelate

Die späten akustisch evozierten Potentiale N1, P2, P3a, P3b wurden als Korrelate von Psychopathologie und monoaminerger Neurotransmission beschrieben. In diesem Projekt werden klinische und genetische Korrelate der späten akustisch evozierten Potentiale untersucht, sowie konfundierende Faktoren, wie beispielsweise das Rauchen, die bei einer Untersuchung später akustisch evozierter Potentiale berücksichtigt werden müssen.

Bereits veröffentliche Publikationen

  • Jawinski P, Mauche N, Ulke C, Huang J, Spada J, Enzenbach C, Sander C, Hegerl U & Hensch T (2016) Tobacco use is associated with reduced amplitude and intensity dependence of the cortical auditory evoked N1-P2 component. Psychopharmacology (Berl) 233: 2173-83.
  • Mauche, C. Sander, S. Olbrich, P. Schönknecht, U. Hegerl, T. Hensch (2015). Association of the ApoE genotype with auditory P3 parameters in healthy subjects. Oral presentation at the 59th annual Meeting of the Deutsche Gesellschaft für Klinische Neurophysiologie und Funktionelle Bildgebung, Tübingen, März 18-21 2015.
  • Mauche N, Sander C, Jawinski P, Enzenbach C, Schönknecht P, Hegerl U, Hensch T (2015). Impact of chronic smoking on P3 components in a three-stimulus oddball paradigm. Pharmacopsychiatry 25(06) A78.

Depressive Episode bei affektiven Erkrankungen

​Erfassung der zeitlichen Manifestation einer depressiven Episode bei unipolar und bipolar affektiven Erkrankungen

Projektmitarbeiter: Dr. M. Strauß, PD Dr. P. Schönknecht, Prof. Dr. U. Hegerl

Hintergrund

Depressive Episoden können sich innerhalb eines kurzen (< 1 Stunde) oder eines längeren (>1Monat) Zeitraumes manifestieren. Bislang durchgeführte Untersuchungen zeigten, dass depressive Episoden bei bipolar affektiven Erkrankungen häufig eine raschere zeitliche Entwicklung zeigen als bei unipolaren Verläufen. Dies impliziert, dass möglicherweise unterschiedliche neurobiologische Pathomechanismen zugrunde liegen und somit Subgruppen affektiver Erkrankungen charakterisieren.

Zielstellung

In diesem Projekt soll systematisch mittels des strukturierten Patienten-Interviews „Onset-of-Depression Inventory" (ODI) die zeitliche Manifestation der depressiven Episode bei unipolar und bipolar affektiven Erkrankungen in einer konsekutiven Patientengruppe erfasst werden. Patienten mit „life events" kurz vor Beginn der depressiven Episode sollen aus der Auswertung ausgeschlossen werden. Perspektivisch sollen hiermit möglichst frühzeitig bipolare affektive Erkrankungen erkannt werden und ggf. neurobiologische Subgruppen identifiziert werden.

In dem vorliegenden Projekt soll folgende Hypothese geprüft werden:
Eine depressive Episode im Rahmen einer bipolar affektiven Erkrankung manifestiert sich schneller als eine depressive Episode im Rahmen einer unipolaren Depression.

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