title: Von der Zelle zum Gehirn -Furcht und Angst über die Ebenen der Neurowissenschaften
title: From the Cell to the Brain –Fear and Anxiety across the Levels of Neuroscience
Creators: name: Mueller, Erik M.
Publisher: name: Philipps-Universität Marburg
Year: 2011
Subjects: Anxiety
Furcht
Elektroencephalographie
Dopamin
Dopamine
Neurovisceral Connectivity
Rolipram
Angst
Fear
Dopaminantagonist
Neurotizismus
Generalisierte Angststörung
Psychologie

description: Es ist davon auszugehen, dass
      biologisch implementierte Mechanismen zur erfolgreichen
      Bewältigung von Gefahrensituationen einem positivem
      Selektionsdruck unterliegen und eine Vielzahl solcher
      Mechanismen im Laufe der Phylo- und Anthropogenese evolviert
      ist, um auch im menschlichen Genom konserviert zu werden. In
      der vorliegenden Konzeptualisierung werden solche Mechanismen
      mindestens einer von zwei generellen Strategien zugeordnet.
      In der sogenannten proaktiven Gefahrenbewältigung werden vor
      Auftreten eines konkreten Gefahrenreizes organismische (z.B.
      neuronale, zelluläre, endokrinologische, motivationale,
      kognitive, behaviorale) und damit auch extraorganismische
      (z.B. Auswahl von Situationen betreffende) Faktoren
      dahingehend moduliert, dass spätere Gefährdungen des
      Organismus (bzw. des Fortbestandes seiner Gene) maximal
      abgeschwächt werden. In der reaktiven Gefahrenbewältigung
      werden hingegen organismische und extra-organismische
      Faktoren dahingehend moduliert, dass augenblickliche
      Gefährdungen maximal abgeschwächt werden. Mechanismen der
      proaktiven Gefahrenbewältigung beinhalten unter anderem
      Aufmerksamkeitsverzerrungen gegenüber potentiellen
      Gefahrenindikatoren, Fehlervermeidung, peripherphysiologische
      Anpassungsprozesse, Unsicherheitsreduktion,
      Verhaltenshemmung, aversive und negative Affektivität und
      verminderte Antriebsmotivation. Die prominentesten
      Mechanismen der reaktiven Gefahrenbewältigung sind Kampf-,
      Flucht- und Todstelltendenzen. Während proaktive
      Gefahrenbewältigungsmechanismen in der vorliegenden Arbeit
      unter dem Begriff „Angst“ subsummiert werden, ist der
      reaktiven Gefahrenbewältigung der Begriff „Furcht“
      zugeordnet. In der vorliegenden Arbeit wird weiterhin davon
      ausgegangen, dass um diese teilweise genetisch
      vorprogrammierten Mechanismen im Verhalten des Individuums
      auf adaptive und situationsangepasste Weise implementieren zu
      können, multiple Organisationsebenen und deren Interaktionen
      erforderlich sind. Als Organisationsebenen werden dabei
      ausschließlich intraindividuelle neurobiologische Ebenen
      (z.B. Molekülebene, Synapsen-Ebene, Netzwerkebene,
      Strukturebene, Systemebene, ZNS/PNS-Ebene, Gesamtsystemebene)
      betrachtet. So kann sich Angst beispielsweise auf die
      Molekülebene (z.B. Genexpression), Synapsen-Ebene (erhöhte
      Serotonin-Ausschüttung), Netzwerkebene (erhöhte neuronale
      Erregbarkeit), Strukturebene (erhöhte Aktivität in bestimmten
      Nuclei der Amygdala), Systemebene (Modulation
      fronto-striataler Kommunikation), PNS-Ebene (Erhöhung der
      Herzfrequenz) und Gesamtsystemebene (subjektives Erleben von
      Angst) auswirken. Dass sich darüber hinaus die als Furcht und
      Angst bezeichneten Gefahrenbewältigungststrategien auch auf
      extraindividuellen Ebenen manifestieren (z.B. Phänomene wie
      Massenpaniken oder kollektive Angst nach Naturkatastrophen)
      und entsprechend auf der Dimension reaktiv vs. proaktiv
      trennen lassen können sei hier nur der Vollständigkeit halber
      erwähnt.
description: The four studies presented in this
      thesis independently provided support for a dynamic
      multilevel account for anxiety-related phenomena (see Table
      2). Study 1 showed how medial prefrontal cortex activity
      (i.e., Structure Level) measured with EEG was related to
      heart rate (PNS Level) and provided some evidence that this
      association was dynamically linked to trait anxiety: in
      conditions of negative but not positive feedback did trait
      anxiety increase the link between cortical and cardiac
      activity. This modulation is consistent with the functional
      definition of anxiety given that negative but not positive
      feedback is normally associated with increased danger in the
      future. Study 2 showed how dopaminergic genes (Molecule
      Level) and manipulations of dopamine (Synapse Level)
      presumably affected network states (Network Level), which
      then influenced brain activity at the AMC (Structure Level)
      and error-related behavior (Whole System Level). The
      unexpected finding that trait-anxiety was not related to
      error monitoring in that study can be explained post hoc by
      task characteristics (Olvet &amp; Hajcak, 2009), again
      suggesting that some patterns of multilevel interactions are
      dynamically linked to anxiety. Study 3 tested individuals
      with GAD (manifest at the Whole System Level) using a
      neuropsychological test designed to measure
      future-orientation in patients with damage of the
      ventromedial prefrontal cortex (Structure Level) and
      resulting impairments in neurovisceral connectivity (Bechara
      et al., 1997) thus affecting the CNS and PNS-Levels.
      Consistent with (a) the assumed future-orientation of anxiety
      and (b) increased neurovisceral connectivity in anxiety
      (Study 1) individuals with GAD performed better in the IGT
      than non-anxious control participants. Finally, Study 4
      manipulated intracellular signalling cascades (Molecule
      Level), thereby modulating synaptic learning and extinction
      learning (Synapse Level), which then affected fear-related
      reflex potentiation (CNS-Level and Whole Systems Level). In
      contrast to prior studies that found improved extinction
      learning of hippocampus-dependent fear memory (e.g., fear
      conditioned to a place), Study 4 found that rolipram
      disturbed extinction learning of presumably hippocampus
      independent fear-memory (e.g., fear conditioned to a sound).
      Together with these other studies, Study 4 thus provides
      further evidence that situational characteristics (place vs.
      sound as cue for present danger) may influence various levels
      (including the Molecule Level) with regard to fear
      processing. As can be seen in Table 2, some studies covered
      different levels than others. Of course, the herein proposed
      subdivision into eight levels of organization should be seen
      as a flexible framework used for illustrating the multilevel
      perspective rather than as a rigid model. Future research may
      uncover that much more levels of organization are needed to
      explain certain phenomena, and there may also be cases when
      good predictions can be made based on fewer than eight
      levels. However, Table 2 also shows that guesses for most
      empty cells can be made based on existing theories and
      research findings. A critical exception may be the network
      level, and it has been noted by others that this level is
      underrepresented in cognitive neuroscience research. However,
      the network level may be particularly critical for linking
      what we know about substances, cells, synapses and neurons
      (mostly based on in vitro work) to what we know about anxiety
      relevant structures (based on neuroimaging, EEG and lesion
      studies). From this perspective, future studies that include
      the neural network levels when investigating danger-reduction
      phenomena may be indispensable stations for achieving a
      wholistic understanding of fear and anxiety.