title: Dopaminergic basis of extraversion: mechanisms and electrocortical signatures
title: Die dopaminerge Verankerung der Extraversion: Mechanismen und EEG-Indikatoren
Creators: name: Chavanon, Mira-Lynn
Publisher: name: Philipps-Universität Marburg
Year: 2011
Subjects: Extraversion
Elektroencephalogramm
electroencephalography
extraversion
Dopamin
dopamine
Psychologie

description: In der neuropsychobiologischen
      Theorie der Extraversion postulieren Depue und Collins
      (1999), dass die agentische Facette der Extraversion (i.e.,
      Durchsetzungsvermögen, positive Emotionalität, Ehrgeiz,
      Dominanz) mit funktionalen Eigenschaften des
      mesocorticolimbischen Dopaminsystems zusammenhängt und dies
      zu beobachtbaren interindividuellen Unterschieden in
      Anreizmotivation, positiv-gefärbten emotionalen Erleben und
      kognitiv-behavioraler Flexibilität führt. Obwohl diese
      Theorie oft zitiert wird, fehlt es im Humanbereich an
      Studien, die die Kernannahmen der Theorie prüfen. Dies ist zu
      großem Maß der Tatsache geschuldet, dass ökonomische,
      non-invasive physiologische sowie behaviorale Maße fehlen,
      die sowohl sensitiv für Extraversion als auch für
      pharmakologische Manipulationen der dopaminergen Aktivität
      sind. Eine kürzlich erschienene pharmakologische Studie von
      Wacker, Chavanon und Stemmler (2006) ging dieses Problem an
      und fand, dass im Elektroenzephalogramm (EEG) die posteriore
      vs. anteriore Theta-Aktivität (4 – 8 Hz), die unter
      Ruhebedingungen aufgezeichnet wurde, sowohl sensitiv für
      Unterschiede zwischen hoch und niedrig Extravertierten als
      auch sensitiv für den selektiven D2-Rezeptor-Antagonisten
      Sulpirid war. Während hoch Extravertierte unter Placebo-Gabe
      eine stärker posterior gelagerte Theta-Aktivität als
      Introvertierte aufwiesen, zeigte sich nach der Einnahme von
      Sulpirid ein genau umgekehrtes Befundmuster. Neben diesem
      viel versprechenden EEG-Marker, gibt es Forschungsbefunde,
      die darauf hinweisen, dass auf der kognitiv-behavioralen
      Ebene das Arbeitsgedächtnis ein mögliches Korrelat der
      agentischen Extraversion sein könnte. Die vorliegende
      Dissertation betrachtet das Arbeitsgedächtnis (Studie 1) und
      den möglichen dopaminergen Indikator posteriore vs. anteriore
      Theta-Aktvität (Studien 2 und 3). Studie 1 untersuchte 40
      männliche Probanden, die entweder extrem hohe oder niedrige
      Werte in agentischer Extraversion aufwiesen, mit einem
      n-back-Arbeitsgedächtnisparadigma, wobei die Probanden zuvor
      einer von zwei Substanzbedingungen zugeordnet wurden (Placebo
      vs. 200 mg Sulpird, doppelblind). Die Ergebnisse sprechen für
      eine dopaminerge Verbindung zwischen agentischer Extraversion
      und Arbeitsgedächtnis. Studie 2 betrachtete die posteriore
      vs. anteriore Theta-Aktivität genauer. Obwohl dieses Maß
      robust Assoziationen mit agentischer Extraversion aufweist,
      sind die neuralen Quellen unbekannt. Aufgrund von Imaging-
      und EEG-Studien scheint der anteriore cinguläre Cortex (ACC)
      als ein mögliches Substrat plausibel. Zur Prüfung dieser
      Hypothese wurde das Ruhe-EEG bei 78 hoch vs. niedrig
      extravertierte, männliche Probanden quellenlokalisiert.
      Unterschiede zwischen hoch und niedrig Extravertierten in der
      intrazerebralen Theta-Aktivität wurden innerhalb des
      rostralen ACCs lokalisiert. Der posteriore vs. anteriore
      Theta-Index korreliert hoch mit der Theta-Aktivität im
      rostralen ACC. Studie 3 beschäftigte sich mit der Replikation
      und Erweiterung der bisherigen Arbeiten zur posterioren vs.
      anterioren Theta-Aktivität. Insbesondere ging diese Studie
      der Frage nach, welche Mechanismen extraversionsabhängigen
      dopaminergen Substanzeffekten zugrunde liegen, die z.B. im
      Rahmen der Studie von Wacker et al. (2006) zu beobachten
      waren. Drei mögliche Mechanismen wurden identifiziert und in
      einer Studie gegeneinander geprüft: (1) eine umgekehrt
      U-förmiges Dosis-Wirkungs-Modell, (2) individuelle
      Unterschiede in den Zeitverläufen von Substanzeffekten und
      (3) individuelle Unterschiede in der Responsivität auf prä-
      vs. postsynaptische Substanzeffekte. Um diese
      unterschiedlichen Mechanismen gegeneinander abwägen zu
      können, wurden 80 hoch vs. niedrig extravertierte, männliche
      Probanden in einer randomisierten, doppelblinden
      Versuchsanordnung einer von vier Substanzbedingungen
      zugeordnet (Placebo, 50, 200, 400 mg Sulpirid). Nach Einnahme
      der Substanzen wurde über einen Zeitraum von 4.5 Stunden das
      Ruhe-EEG stündlich abgeleitet. Neben der erfolgreichen
      Replikation der Befunde von Wacker et al. (2006) zeigten die
      Analysen, dass die zeit- und dosis-abhängigen Verläufe am
      besten mit einem Modell differentieller prä- vs.
      postsynaptischer Substanzeffekte erklärt werden. Insgesamt
      kann die vorliegende Dissertation eine Vielzahl
      unterstützender Belege für die Annahme einer
      dopaminerg-basierten agentischen Extraversion vorlegen sowie
      die posteriore vs. anteriore Theta-Aktivität als einen
      reliablen, dosis-sensitiven und direkten biologischen
      Indikator der Dopamin-D2-Aktivität validieren. Dieses
      einfache und ökonomisch zu erhebende Maß spiegelt – zumindest
      teilweise – die Funktionen der rostralen ACC generierten
      Theta-Aktivität wider und ist sowohl sensitiv für die prä-
      als auch die postsynaptischen Effekte von Sulpirid. Beispiele
      für die vielfältigen Implikationen und Anwendungen der
      Befunde werden diskutiert.
description: In their psychobiological theory
      Depue and Collins (1999) linked the agency facet of
      Extraversion (i.e. assertiveness, dominance, ambition,
      positive emotionality) to functional properties of the
      mesocorticolimbic dopamine system, creating individual
      differences in incentive motivation, positive emotion and
      cognitive - behavioral flexibility. Although this theory is
      highly cited, there is still a lack of data probing the main
      assumptions of this theory. A lack of economic and
      noninvasive psychophysiological indices and well-established
      behavioral measures sensitive to both extraversion and
      manipulations of dopaminergic activity largely contributed to
      this situation. However, a recent pharmacological study by
      Wacker, Chavanon and Stemmler (2006) identified posterior
      versus frontal theta activity (4-8 Hz) in the resting
      electroencephalogram (EEG) as a possible biological marker
      for agentic extraversion, which was also sensitive to
      pharmacological manipulation of central dopamine activity
      using the selective D2-antagonist Sulpiride (200 mg). Under
      placebo highly extraverted individuals displayed more
      posterior vs. anterior theta than introverts, and this was
      completely reversed under Sulpiride. Besides this promising
      EEG marker, several lines of research pointed to the
      possibility that individual differences in working memory
      functioning and extraversion might be related due to
      partially overlapping dopaminergic neurobiology. Hence, the
      present thesis shed light on working memory functioning
      (study 1) and posterior vs. anterior theta activity (studies
      2 and 3). Study 1 aimed at probing the cognitive - behavioral
      flexibility aspects associated with the concept of agentic
      extraversion, by pointing to the possible dopaminergic link
      between agentic Extraversion and working memory functioning.
      To put this idea to an initial test, the study randomly
      assigned forty male participants – either extremely high or
      extremely low in agentic extraversion – to one of two
      substance groups (placebo vs. 200 mg Sulpiride;
      double-blind). Participants completed load-graded working
      memory tasks (n-back tasks) during which anterior vs.
      posterior EEG activity in the Alpha 1 band (8-10.25 Hz) and
      reaction times were assessed. The results support the
      proposal of a dopaminergic basis for agentic extraversion and
      the suggestion of a dopaminergic link between agentic
      extraversion and working memory. Study 2 focused on the
      posterior versus frontal theta activity in the resting EEG as
      a possible biological marker for the dopaminergic aspects of
      agentic extraversion. Although this index seems to be
      consistently related to agentic extraversion the neural
      sources remained still unanswered. Neuroimaging and EEG
      research both point to the anterior cingulate cortex (ACC) as
      a possible source. In order to test this hypothesis resting
      EEG of 78 healthy, male participants extremely high or low in
      agentic extraversion was submitted to the low-resolution
      electromagnetic tomography algorithm. We localized the
      sources of extraversion-dependent intracerebral theta
      activity within rostral subdivisions of the ACC. The
      posterior versus anterior index and theta current density
      within the rostral ACC were significantly correlated (r =
      -.52). Study 3 aimed to replicate and extend our work on the
      posterior vs. anterior theta index by specifying the
      mechanisms underlying extraversion-dependent reversal effects
      observed for Sulpiride (see Wacker et al., 2006 above). Three
      possible mechanisms were identified and probed: (1) inverted
      U-shaped model, (2) individual differences in time courses of
      drug effects, and (3) individual differences in pre- versus
      postsynaptic receptor effects. To this end, we measured the
      EEG intermittently for about five hours in 80 healthy male
      volunteers extremely high or low in agentic extraversion who
      had received either placebo or 50 mg, 200 mg, or 400 mg
      Sulpiride. Conceptually replicating our earlier findings, we
      again observed (1) more posterior (versus anterior) theta
      activity in individuals high versus low in aE under placebo,
      and (2) aE-related differences in drug-induced changes under
      Sulpiride. The latter findings support a model postulating
      stronger post- versus presynaptic receptor effects in
      individuals high in agentic extraversion compared to those
      scoring low in agentic extraversion. Overall, the present
      thesis support the idea that agentic extraversion is based on
      brain dopamine and especially qualifies the posterior vs.
      anterior theta as a reliable, dose-sensitive and direct
      indicator of D2 dopaminergic functioning. This simple measure
      mirrors -at least partly - the functions associated with
      rostral ACC theta activity. Examples for application in
      different areas of research are provided.