title: Urbanizität als Risikofaktor für psychische Störungen: neuronale Korrelate
Creators: name: Weigardt, Lukas
Publisher: name: Philipps-Universität Marburg
Year: 2022
Subjects: Medical sciences Medicine
Medizin

description: Urbanicity is an established risk factor for mental illness. This has been proven in large population studies especially for schizophrenia, but also for depression and other psychiatric diagnoses. In the search for causality, imaging studies have increasingly been carried out in the last years. Heterogeneous neuronal correlates of the risk factor were shown. The aim of our study was to carry out a multimodal investigation of growing up in an urban environment on a large cohort (n=625) to make a comparison with previous studies and to minimize previous limitations. The VBM analysis did not show significant results as main effect. In a gender interaction, a positive correlation of urbanicity score and grey matter volume in the area of the entorhinal cortex could be demonstrated in male subjects at trend level. Also at trend level, a negative correlation with the urbanicity score in the area of the visual cortex, the cingulum and the precuneus could be found for the cortical thickness. Examination of gyrification did not yield any significant results. DTI showed a reduced FA in the ROI analysis of the uncinate fasciculus and the inferior frontooccipital fasciculus. Functional imaging (fMRI) showed a positive correlation between growing up in an urban environment and activation of the left amygdala by an emotional face processing task. Our study fits into the heterogeneity of previous studies. No significant results could be found in the VBM and SBM in the area of the DLPFC, which has often been described as affected. Furthermore, no global influence of growing up in an urban environment was shown for cortical thickness, but rather localized effects. The DTI analysis also produced different localizations than the comparison study. As in other studies, an altered activation of the amygdala could be demonstrated in fMRI. Related to cortical thickness, two affected systems have been discussed. First, a trend was found in the visual cortex. A possible explanation for this is the sensory perception of the environment, which differs between city and countryside. Environmental characteristics, such as green surroundings or noise pollution, could contribute to the risk of mental illness in the city. But it is also possible that the visual system is involved in processing emotions and thus in the psychopathology of various diseases. Second, two trends were found that can be associated with the default mode network (DMN). This is involved in coping with stress and thus also in the psychopathology of various disorders. In DTI, reductions in FA were found in a frontolimbic and a frontooccipital network. The frontolimbic system can be associated with stress processing and emotion regulation. In addition to the occipital cortex, the frontooccipital network also connects other cortical areas with the prefrontal cortex and has a wide range of functions. Both the frontolimbic and frontooccipital networks have been shown to be involved in various mental disorders. As in some previous studies, altered activation of the amygdala was found in connection with growing up in an urban environment. The hyperactivation by emotional stimuli found here has been specifically associated with schizophrenia and symptoms of depression. The variability of urbanicity represents an explanation for the heterogeneity of the study results. Previous studies were carried out with population-based values that did not take this variability into account. There are many aspects that could be responsible for the risk posed by urbanicity. These include social and socio-economic problems, environmental quality, medical care and much more. Ultimately, growing up in an urban area as a population-based variable is too imprecise to include all these aspects. Stress experiences and their processing could play an important role in the effect of urbanicity as a risk factor. In order to mitigate the effect as a risk factor, the goal must be to avoid harmful stress experiences. In addition to social stress, stressful experiences due to poor environmental quality were also described. The political and social tasks that result from this are large. Nevertheless, dealing with them is of great relevance in view of increasing urbanization and the social importance of mental disorders.
description: Urbanizität ist ein etablierter Risikofaktor für psychische Erkrankungen. Dies wurde in großen Bevölkerungsstudien insbesondere für Schizophrenie, aber auch für Depressionen und weitere psychiatrische Diagnosen nachgewiesen. Auf der Suche nach einer Kausalität wurden in den letzten Jahren zunehmend bildgebende Untersuchungen durchgeführt. Hier zeigten sich heterogene neuronale Korrelate des Risikofaktors. Ziel unserer Studie war es, eine multimodale Untersuchung des urbanen Aufwachsens an einer großen Kohorte (n=625) durchzuführen, um einen Vergleich mit den bisherigen Studien durchzuführen und bisherige Limitationen zu minimieren. Bei der VBM ergaben sich als Haupteffekt keine signifikanten Resultate. In einer Gender-Interaktion konnte auf Trendlevel eine positive Korrelation von Urbanizitätsscore und Volumen der grauen Substanz im Bereich des entorhinalen Cortex bei männlichen Probanden nachgewiesen werden. Ebenfalls auf Trendlevel konnte bei der corticalen Dicke eine negative Korrelation mit dem Urbanizitätsscore im Bereich des visuellen Cortex, des Cingulums und des Precuneus gefunden werden. Die Untersuchung der Gyrifizierung brachte keine signifikanten Resultate hervor. Bei der DTI zeigte sich eine reduzierte FA in der ROI-Analyse des Fasciculus uncinatus und des Fasciculus fronto-occipitalis inferior. Die funktionelle Bildgebung (fMRI) zeigte eine positive Korrelation von urbanem Aufwachsen und der Aktivierung der linken Amygdala durch eine Aufgabe zur emotionalen Gesichterverarbeitung. Unsere Studie reiht sich in die Heterogenität der bisherigen Studien ein. So konnten in der VBM und SBM im Bereich des bisher häufig als betroffen beschriebenen DLPFC keine signifikanten Resultate gefunden werden. Des Weiteren wurde bei der corticalen Dicke kein globaler Einfluss von urbanem Aufwachsen gezeigt, sondern eher lokal begrenzte Effekte. Auch die DTI-Analyse brachte andere Lokalisationen als die Vergleichsstudie hervor. Bei fMRI konnte wie in anderen Studien eine veränderte Aktivierung der Amygdala nachgewiesen werden. Bei der corticalen Dicke wurden zwei betroffene Systeme diskutiert. Zum einen fand sich ein Trend im visuellen Cortex. Eine mögliche Erklärung hierfür ist die sensorische Wahrnehmung der Umwelt, die sich in der Stadt und auf dem Land unterscheidet. Charakteristika der Umwelt, wie grüne Umgebung oder Lärmbelastung, könnten zum Risiko für psychische Erkrankungen in der Stadt beitragen. Aber auch eine Beteiligung des visuellen Systems an der Emotionsverarbeitung und damit an der Psychopathologie verschiedener Erkrankungen ist möglich. Zum anderen wurden zwei Trends gefunden, die sich mit dem Ruhezustandsnetzwerk (DMN) in Verbindung bringen lassen. Dieses ist an der Stressverarbeitung und damit ebenfalls an der Psychopathologie verschiedener Störungen beteiligt. Bei der DTI wurden Reduktionen der FA in einem frontolimbischen und einem frontooccipitalen Netzwerk gefunden. Das frontolimbische System lässt sich mit Stressverarbeitung sowie Emotionsregulation in Verbindung bringen. Das frontooccipitale Netzwerk verbindet neben dem occipitalen Cortex auch weitere corticale Areale mit dem präfrontalen Cortex und hat vielfältige Funktionen. Sowohl für das frontolimbische als auch das frontooccipitale Netzwerk wurde eine Beteiligung an verschiedenen psychischen Störungen nachgewiesen. Wie in einigen vorherigen Studien konnte eine veränderte Aktivierung der Amygdala im Zusammenhang mit urbanem Aufwachsen festgestellt werden. Die hier gefundene Hyperaktivierung durch emotionale Stimuli wurde im Speziellen mit Schizophrenie und Symptomen der Depression in Verbindung gebracht. Einen Erklärungsansatz für die Heterogenität der Studienergebnisse stellt die Variabilität von Urbanizität dar. Bisherige Studien wurden mit populationsbasierten Werten durchgeführt, welche diese Variabilität nicht berücksichtigen. Es gibt vielfältige Aspekte, die für das Risiko durch Urbanizität verantwortlich sein könnten. Dazu zählen soziale und sozioökonomische Probleme, Umweltqualität, medizinische Versorgung und vieles mehr. Urbanes Aufwachsen als populationsbasierte Variable ist letztendlich zu ungenau, um all diese Aspekte einzubeziehen. Stresserlebnisse und deren Verarbeitung könnten eine wichtige Rolle bei der Wirkung von Urbanizität als Risikofaktor spielen. Um die Wirkung als Risikofaktor abzuschwächen, muss das Ziel die Vermeidung von schädlichen Stresserlebnissen sein. Neben sozialem Stress wurden auch Stresserlebnisse durch mangelnde Umweltqualität beschrieben. Die politischen und gesellschaftlichen Aufgaben, die sich hieraus ergeben, sind groß. Dennoch ist deren Bewältigung in Hinblick auf die zunehmende Urbanisierung und die gesellschaftliche Bedeutung psychischer Störungen von großer Relevanz.