Die oszillatorische Signatur emotionaler Verarbeitung bei REM-Schlaf-Verhaltensstörung
Die oszillatorische Signatur emotionaler Verarbeitung bei REM-Schlaf-Verhaltensstörung
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Original abstract
Die vorliegende Arbeit diente der Untersuchung der oszillatorischen Signatur emotionaler Verarbeitung bei PatientInnen mit REM-Schlaf-Verhaltensstörung (RBD). Zur Einordnung der neurophysiologischen Ergebnisse wurden diese in Zusammenschau mit behavioralen Daten, Fragebögen und klinischen Testungen im Vergleich zu gesunden Kontrollen und bezüglich des aktuellen Wissenstandes über emotionale Verarbeitung bei Morbus Parkinson betrachtet. Die RBD ist eine Parasomnie, die 0.5% der Bevölkerung betrifft, durch eine veränderte REM- Schlafphase mit aufgehobener Muskelatonie charakterisiert ist und mit autonomer Instabilität, kognitiven und motorischen Einschränkungen sowie veränderter emotionaler Wahrnehmung einhergehen kann. Es wird unterschieden zwischen isolierter und sekundärer RBD; die neurophysiologischen Korrelate der Erkrankung sind nicht abschließend verstanden. Nachgewiesen ist jedoch bei isolierter RBD die Bildung intrazytoplasmatischer Aggregate fehlgefalteten alpha-Synukleins sowie der Untergang monoaminerger und cholinerger Neurone. In 85% der PatientInnen mit isolierter RBD ist innerhalb von 15 Jahren nach Krankheitsbeginn die Konversion zu einer alpha-Synukleinopathie, meist Morbus Parkinson, zu verzeichnen, was RBD zum stärksten klinischen Prädiktor dieser neurodegenerativen Erkrankungen macht. Es wurde eine hochauflösende Elektroenzephalografie bei 25 PatientInnen mit isolierter RBD sowie alters- und geschlechtsgematchten neurologisch und psychiatrisch gesunden Kontrollen durchgeführt, während der die Teilnehmenden affektive Bilder bezüglich ihrer Valenz und des empfundenen Arousals bewerteten. Die elektroenzephalografischen und behavioralen (bestehend aus Reaktionszeiten, Valenz- und Arousal-Bewertungen), demografischen Daten sowie die Ergebnisse aus klinisch-neurologischen Testungen und Fragebögen wurden in einer MatLab-Umgebung analysiert. Zur Vorverarbeitung der elektroenzephalografischen Daten wurden diese weitestgehend von Bewegungs-, Elektroden-, Strom- und weiteren Artefakten bereinigt und in die Zeitabschnitte der Stimuluspräsentation, prä- und post-Response eingeteilt, um eine vielseitige Analyse unter Berücksichtigung verschiedener neuronaler Prozesse zu ermöglichen. Zur Extraktion frequenzspezifischer neuronaler oszillatorischer Aktivität wurde eine Zeit-Frequenz-Dekomposition unter Implementierung von Morlet- Wavelets durchgeführt, aus der die oszillatorische Aktivität in Form von Power (Signalstärke pro Zeiteinheit pro Elektrodenkanal pro Trial) gewonnen wurde. Neuronale Oszillationen sind repetitive wellenförmige Muster neuronaler Aktivität, die hinsichtlich ihrer Frequenz und Amplitude variieren können. Nach Baseline-Korrektur und Durchschnittsbildung fand die statistische Auswertung hauptsächlich mittels cluster-basierter Permutations-Analyse für die Ergebnisse aus der Zeit-Frequenz-Dekomposition und mittels generalisierter linearer gemischter Modelle für die behavioralen Daten statt. Die Analysen der behavioralen Daten ergaben, dass RBD-PatientInnen insgesamt langsamer antworteten als gesunde Kontrollen. Ferner führten negative Valenz-Bewertungen und höheres Arousal besonders bei RBD zu langsamerer Reaktion. Höheres Arousal ging, stärker bei RBD, mit negativerer Valenz-Bewertung einher. Die clusterbasierte Permutationsanalyse zeigte statistisch signifikante Haupteffekte während der Stimuluspräsentation und der prä- Response-Periode, die aus verringerter High-Gamma-Aktivität bei RBD im rechts-frontalen und -parietalen Lappen bestehen. Weiter zeigten sich rechtshemisphärisch High-Gamma- Erniedrigungen in RBD bei Stimuli negativer Valenz und hohen Arousals, Stimulus-locked und prä-Response. Außerdem ergaben sich linkshemisphärische und okzipitale Effekte, Stimulus- locked in Beta und prä- sowie post-Response-locked in Alpha, die aus einem geringeren Unterschied der Reaktionen auf positive und negative Stimuli im Vergleich zu neutralen Stimuli bei RBD bestanden. Zusammenfassend bestätigt sich die Hypothese von Veränderungen der oszillatorischen Signatur emotionaler Verarbeitung in isolierter RBD. Das behaviorale Korrelat zeigt ferner Übereinstimmungen mit den in der Literatur berichteten Einschränkungen emotionaler Verarbeitung bei Morbus Parkinson, die sich in einer Abstumpfung gegenüber negativen und hoch arousenden Stimuli äußern. Es ist unklar, ob die verlangsamte Reaktion in RBD auf veränderte Emotionsverarbeitung oder die gegenüber Kontrollen gering eingeschränkte Motorik zurückzuführen ist. Der Großteil der in der oszillatorischen Reaktion gefundenen Effekte liegt im hochfrequenten Bereich, der normalerweise eine hohe Sensibilität für emotionale Prozesse zeigt. Während emotionaler Verarbeitungsprozesse, besonders bei aversiven Stimuli, ist normalerweise eine Erhöhung der oszillatorischen Aktivität zu erkennen, welche in RBD über die verschiedenen Effekte hinweg stabil vermindert ist. Die Lokalisation der High-Gamma-Effekte rechtshemisphärisch sowie in anterioren Hirnbereichen stimmt mit der Rolle in emotionaler Verarbeitung überein. Die in Alpha und Beta vorliegenden Effekte spiegeln die zu erwartende Reaktion auf aversive und positive Stimuli wider, die in RBD vermindert ist. Der Vergleich der oszillatorischen Signatur mit der von Morbus Parkinson ist durch eingeschränkte wissenschaftlich Literatur nur bedingt möglich. Hierzu ist es sinnvoll, die Ergebnisse aus der analog mit Morbus Parkinson-PatientInnen durchgeführte Studie am Universitätsklinikum Marburg abzuwarten, um diesbezüglich Aussagen treffen zu können.