M2 Neuro at Medical School Hamburg

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Wie viele Neurone gibt es ungefähr im menschlichen Gehirn? Wie kommt man auf diese Anzahl?            

                                       

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Würde jedes Neuron mit jedem anderen Neuron verbunden sein, hätte unser Gehirn eine Größe von ca. 20 Km Durchmesser. Zum Glück ist es nicht so. Wie viele Verbindungen gehen Neuronen ungefähr ein und wie vernetzen sie sich?           

                                       

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Die Annahme, dass sich Neuronen nicht regenerieren können, kann nicht aufrechterhalten werden da die Neubildung von Neuronen in einigen Hirnregionen nachgewiesen wurde. Um welche Region handelt es sich dabei?            

                                       

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Tatsächlich gibt es Hirnbereiche die mehr Variabilität und andere, die weniger Variabilität zwischen Individuen aufweisen. Wissen sie um welche Bereiche es sich handelt?        

                                       

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Welche Vorteile bietet die Simulation von neuronalen Strukturen und Funktionseinheiten gegenüber der Beobachtung neuronaler Strukturen?             

                                       

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erste Provokationsstudien, Ansätze und Befunde zu Essstörungen: Body Shape Perception

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erste Provokationsstudien, Ansätze und Befunde zu Essstörungen: Medial prefrontl cortex activity associated with symptom provocation in eating disorders

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Neuere Ansätze der Forschung zu Anorexia nervosa

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AN und Persönlichkeitseigenschaften

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AN und kognitive Prozesse (Studie Set shifting: finden von "Regeln")

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AN und Inhibitorische Selbstkontrolle + Belohnungssystem

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AN und Interozeption & Alexithymie

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M2 Neuro

Wie viele Neurone gibt es ungefähr im menschlichen Gehirn? Wie kommt man auf diese Anzahl?            

                                       

Es gibt ca. 86 Mrd. Neurone im menschlichen Gehirn. 


unterschiedliche Bereiche haben eine unterschiedlich hohe Dichte an Neuronen: Entnahme einzelner Proben aus unterschiedlichen Bereichen und dann hochrechnen, je nach Dichte der Neuronen! (Entnahme nur eines Bereiches führt zu falschen Berechnungen)

M2 Neuro

Würde jedes Neuron mit jedem anderen Neuron verbunden sein, hätte unser Gehirn eine Größe von ca. 20 Km Durchmesser. Zum Glück ist es nicht so. Wie viele Verbindungen gehen Neuronen ungefähr ein und wie vernetzen sie sich?           

                                       

Jedes Neuron kann Verbindungen zu ca. 10.000 anderen Neuronen aufweisen

Neuronen vernetzen sich nur mit einem Teil (spezifisch) der anderen Neuronen
- Die meisten Neuronen tendieren zur Kommunikation mit ihren unmittelbaren Nachbarn, weitreichende Verbindungen sind eher die Ausnahme als die Regel

M2 Neuro

Die Annahme, dass sich Neuronen nicht regenerieren können, kann nicht aufrechterhalten werden da die Neubildung von Neuronen in einigen Hirnregionen nachgewiesen wurde. Um welche Region handelt es sich dabei?            

                                       

Die Annahme, dass sich Neuronen nicht regenerieren können, kann nicht länger aufrecht erhalten werden. In einigen Regionen z.B. dem Gyrus Dentatus konnte die Genese neuer Neurone nachgewiesen werden, Teil der Hippocampusformaton (Gedächtnisbildung)

M2 Neuro

Tatsächlich gibt es Hirnbereiche die mehr Variabilität und andere, die weniger Variabilität zwischen Individuen aufweisen. Wissen sie um welche Bereiche es sich handelt?        

                                       

Wenig Variabilität: Dies trifft nur auf die primär motorischen und sensorischen Bereiche zu (sind ähnlicher) (Präfrontaler Kortex (?), Assoziationskortex) = hohe Variabilität

M2 Neuro

Welche Vorteile bietet die Simulation von neuronalen Strukturen und Funktionseinheiten gegenüber der Beobachtung neuronaler Strukturen?             

                                       

Ausprobieren möglich, was passiert bei Fehlern an Stelle xy, Läsionen x mit Auswirkungen auf y, es lässt sich im System eingreifen und gucken, was passiert;
ethisch > Tierversuche, konkrete Lösungen für versch. Krankheiten – spezifisch testen

M2 Neuro

erste Provokationsstudien, Ansätze und Befunde zu Essstörungen: Body Shape Perception

Ziel: Erfassung neuraler Korrelate von Körperbildern in Patienten mit Essstörung (Gezeigte Strichbilder von dicken, normalen und dünnen Frauen und Häusern als Kontrolle; man sollte "akzeptables" wählen)

-> Die Ergebnisse zeigen keine signifikanten Unterschiede zwischen Patienten und gesunden Kontrollen

                                               

- Im Haupteffekt wurden die für die Verarbeitung von Körpern bekannten Areale aktiviert

- In dieser Studie konnten jedoch keine Unterschiede zwischen den Gruppen gefunden werden (auch nicht im Vergleich gegen die Kontrollgruppe)

- Die Korrelationen könnten auf eine spezielle Verarbeitung der Aversivität der Reize in diesen Regionen hinweisen (rechter PFC, rechte Amygdala, linker lingualer Gyrus)

-> Auch hier sollten die Ergebnisse wegen der kleinen Stichprobengröße, liberalen statistischen Schwellen und Schwächen im fMRT-Design mit großer Vorsicht interpretiert werden



           

           

                                             


           

M2 Neuro

erste Provokationsstudien, Ansätze und Befunde zu Essstörungen: Medial prefrontl cortex activity associated with symptom provocation in eating disorders

Ziel der Studie:

Identifizierung von neuralen Korrelaten der Essstörung (Reaktion auf Bilder von hochkalorischen Lebensmitteln)

Im fMRT: Bilderrating:

- Hochkalorischen Lebensmitteln

- Aversiven Szenen (IAPS)
- Neutralen Szenen (IAPS)

                                               

- Es konnte eine veränderte Aktivierung in medial-orbitofrontalen und anterior zingulären Arealen bei ED Patienten beobachtet werden (bei Food-Stimuli)

- Gesunde Kontrollen hingegen reagierten mit einer Aktivitätszunahme in inferior parietalen Regionen und im linken Cerebellum (bei Food-Stimuli)

- Die unterschiedlichen neuralen Reaktionsmuster könnten pathophysiologische Veränderungen darstellen 

- Ähnliche Befunde sind bei obsessiv-kompulsiven und affektiven Störungen wie auch bei Suchterkrankungen zu finden.

- Hinweise auf ein pathogenes Netzwerk?

- Okzipitale und parietale Regionen unterschieden sich nicht zwischen Food Images und aversiven Reizen.

– Allerdings zeigten sich unterschiede im Vergleich AN > BN Patienten im anterioren und lateralen PFC.

                       

• Das könnte mit der Unterdrückung unerwünschten Verhaltens in Zusammenhang stehen

                                               


           

                                               


           

           

           

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Neuere Ansätze der Forschung zu Anorexia nervosa

Eine Herausforderung in der Untersuchung menschlichen Verhaltens ist es zu verstehen, warum manche Personen persistent Entscheidungen treffen die nachteilig für sie sind, selbst wenn sie es scheinbar besser wissen.

                       

Die Anorexia Nervosa ist assoziiert mit einer maladaptiven Nahrungsmittelwahl

            

In der Anorexia Nervosa führt die wiederholte maladaptive Nahrungsmittelwahl zu einer Mangelernährung mit potenzieller Todesfolge.


Klinisch wird dieses Verhalten als die beeindruckende aber fehlgeleitete Fähigkeit beschrieben, primäre Triebe zu überschreiben.

                       

Es ist ein Ausdruck zielgerichteter Selbstkontrolle.

                       

Wenn sich die Ziele jedoch verändern, z.B. wenn die Entscheidung fällt sich einer Therapie zur Gewichtszunahme zu unterziehen, ist die Fähigkeit das Muster der Nahrungsaufnahme zu ändern äußerst schlecht

                       

Anorexia Nervosa stellt somit eine einzigartiges Modell persistenten und maladaptiven Verhaltens dar.

                                               

Frühere Studien haben nur die passive Betrachtung von Nahrungsmitteln erfasst. Ziel dieser Studie war es daher nahrungsmittelbezogene Entscheidungsprozesse zu erfassen.


Ergebnisse:
Die funktionelle Konnektivität zwischen dem Striatum und dem dorsolateralen PFC unterschied sich zwischen hoch und niedrig kalorischen Nahrungsmitteln.

                       

Stärkere Konnektivität in AN-Patienten bei niedrig kalorischen Nahrungsmitteln; stärkere Konnektivität in gesunden Kontrollen bei hochkalorischen Nahrungsmitteln.

                       

Die Differenz der Konnektivität zwischen hoch und niedrigkalorischen Nahrungsmitteln korrelierte in der AN Gruppe mit der Nahrungsaufnahme (kcal) in einem experimentellen Setting am Folgetag

Diskussion: Erstmals wurden neurale Korrelate aktiver Nahrungsmittelwahl untersucht.

- Es zeigte sich eine deutliche Differenz zwischen gesunden Kontrollprobanden und AN-Patienten in Teilen des dorsalen Striatums und der funktionellen Konnektivität zum dlPFC.

- Das dorsale Striatum wird mit der Etablierung und der Ausführung von Handlungen assoziiert. Es erhält direkte Informationen vom ventralen Striatum das mit der Belohnungsempfindung und –antizipation als auch mit motivationalen Prozessen assoziiert ist.

- Die frontostriatalen Netzwerke stehen mit der Einwicklung von habituellem Verhalten in Verbindung.

- Störungen in diesen Netzwerken spielen eine zentrale Rolle in der Entwicklung und Aufrechterhaltung maladaptiven Verhaltens.

- Es handelt sich um reine Grundlagenforschung die zu einem besseren Verständnis der AN beiträgt.



           

                                               


           

                                               


           

           

                                               


           

M2 Neuro

AN und Persönlichkeitseigenschaften

Patientinnen mit AN weisen häufig bestimmte Persönlichkeitseigenschaften auf. Dazu zählen:

                       

Negative Emotionalität, Perfektionismus, Inflexibilität, harm avoidance und obsessive Verhaltensweisen (i.B. Reihenfolge, Exaktheit und Symmetrie betreffend).

                       

Angst, dispositionelle Ängstlichkeit:

- Höhe Ängstlichkeit bereits prämorbid feststellbar

- Bleibt nach Gewichtsabnahme bestehen

- Häufig komorbide Angststörungen (bis zu 50% Lebenszeitprävalenz)

- Angststörungen in der Kindheit prädizieren schwerere Symptome der AN (z.B. niedrigeren BMI) und einen schlechteren Therapieerfolg


Perfektionismus:

-> Patienten mit AN tendieren zum Perfektionismus

- Mit übermäßiger Betonung selbst auferlegter Standards

- Assoziiert mit schlechterer Erholung und kürzerer Dauer der Remission

-Perfektionismuslevel verändern sich nicht mit der Reduktion der Essstörungssymptomatik

- Perfektionismus kann Effekte auf die Appetitregulation erklären, da gezeigt wurde, dass Perfektionismus den Zusammenhang zwischen wahrgenommener Kritik und restriktiver Diät mediiert.

- Restriktives Diät halten ist demnach mit einem Prozess assoziiert in dem empfundene Kritik den initialen Faktor und Perfektionismus den Interaktionsfaktor darstellt.

 

Harm avoidance

- Harm avoidance ist ein facettenreiches Konstrukt das aus Ängstlichkeit, Vermeidung und Inflexibilität besteht.

- AN-Patienten zeigen höhere harm avoidance und eine Intoleranz Ungewissheit zu ertragen


Appetit Regulation

- Es ist möglich, das viele der genannten Faktoren zum pathologischen Essverhalten der AN-Patienten beitragen

- z.B. zeigt sich ein anxiolytischer Effekt nach Nahrungsverzicht. Gesteigerte Inhibition, Selbstkontrolle, die Fähigkeit Belohnungserfahrungen hinauszuzögern und verminderte Interozeption unterstützen den Nahrungsmittelverzicht



           

                                             


           

                      

                                               


           

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AN und kognitive Prozesse (Studie Set shifting: finden von "Regeln")

- Erwachsene AN-Patientinnen (akut und in Remission) als auch deren Geschwister, zeigen Leistungsverminderungen im Set shifting (z.B. rigides Antwortverhalten auf wechselnde Verhaltensanforderungen, erhöhte Perseverationen).

- verminderte kognitive Flexibilität

- Sie können sich in Details vertiefen, aber nicht mehr davon lösen oder folgen strikten Regeln der Nahrungsaufnahme die nicht nur schwer verändert werden können

- Fraglich ob prädisponierender Trait oder ein Resultat der AN

                                     


           

M2 Neuro

AN und Inhibitorische Selbstkontrolle + Belohnungssystem

-> Patientinnen mit AN wurden als anhedonisch und asketisch beschrieben, Verzicht nicht nur auf Nahrung sondern auch auf andere angenehme Dinge

- Eine veränderte Balance zwischen Belohnungsempfinden und inhibitorischer Selbstkontrolle scheint also ein besonderes Kennzeichen der AN zu sein

- AN-Patientinnen zeigen z.B. eine erhöhte Fähigkeit auf Belohnungen zu warten (vermindertes Delay-Discounting (s. Ü-Ei Aufgabe bei Kindern, Bulimie Patienten können das weniger, ADHS Patienten quasi gar nicht)

- Erhöhte Bestrafungssensitivität und verminderte Belohnungsreaktivität in akuter und remittierter Krankheitsphase



           

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AN und Interozeption & Alexithymie

Interozeption und Alexithymie:

- Veränderte Wahrnehmung und Integration interozeptiver Information (z.B. Geschmack, Schmerz, Hunger) könnte ein aufrechterhaltender und verstärkender Faktor der AN sein

- Befunde einer veränderten Insulaaktivität stützen diese Annahme 

                       

Symptome wie das Erkennen einer Mangelernährung (adäquate Reaktion auf Hunger) und die verminderte Motivation zur Verhaltensänderung könnten mit der gestörten Interozeption und Insulaaktivität in Zusammenhang stehen.

                                               

- In der Insula befindet sich u.a. primäre Areale der Geschmackswahrnehmung

- Diese Wahrnehmung könnte bei Patienten mit Essstörungen verändert sein.

                       

- Anorexia Nervosa: verminderte Aktivität -> weniger Geschmack oder schlechter Geschmack, veränderter Set-Point der „permanente“ Sattheit suggerieren könnte, geringe Belohnung durch Essen -> geringe Motivation zu Essen

                       

Übergewicht: erhöhte Aktivität -> übersteigerte Prozessierung -> starke Aufwertung von Nahrung, löst in Kombination mit dem Belohnungssystem ein hohes Belohnungsempfinden aus -> gesteigerte Motivation zum Essen

                                               


           

           

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