title: MR-Morphometrie und subklinischer Neurotizismus
Creators: name: Wilhelms, David Andreas
Publisher: name: Philipps-Universität Marburg
Year: 2021
Subjects: Neurotizismus
MRT
NEO-FFI
VBM
MR-Morphometrie
DTI
Persönlichkeit
Medical sciences Medicine
Medizin

description: Neurotizismus ist ein Persönlichkeitsfaktor, der u. a. für affektive Störungen (MDD, BPD) den klinischen Stellenwert eines „Vulnerabilitätsmarkers“ besitzt. In den vergangenen Jahren der Erforschung neurobiologischer Korrelate dieses Traits konnten mittels MRT-Bildgebung neben zahlreichen Negativbefunden insbesondere in frontotemporalen Trakten Assoziationen mit Neurotizismus detektiert werden. Auf kortikaler Ebene sind als wesentliche Neurotizismus-Korrelate der medial orbitofrontale Cortex sowie der präfrontale Cortex zu nennen. Vor dem Hintergrund der zahlreichen Negativbefunde bleibt die Frage nach grundlegenden neuroanatomischen Neurotizismus-Korrelaten in der MRT-Bildgebung bislang ungeklärt. Ebenso fehlt in der aktuellen Literatur ein Konsens hinsichtlich der konkreten Lokalisation dieser möglichen Neurotizismus-Korrelate. Ziel dieser Studie ist die multimodale, MRT-basierte Untersuchung von neuronalen Korrelaten des Neurotizismus-Persönlichkeitsfaktors in grauer und weißer Hirnsubstanz in einer großen Stichprobe Gesunder. In der vorliegenden Stichprobe wurde die graue Substanz mittels oberflächen- bzw. volumenbasierter Bildgebungsanalyse hinsichtlich des kortikalen Volumens, der kortikalen Dicke sowie der Gyrifizierung (Gesamtkohorte, n = 670) untersucht, in einer Subgruppe davon ebenfalls die weiße Substanz mittels Diffusionsbildgebung (Teilkohorte, n = 570). Hier waren die Parameter FA (fraktionale Anisotropie) und RD (radiale Diffusivität) Gegenstand der Analyse. Es wurde TBSS zur Analyse der weißen Substanz und SPM12 / CAT12 zur Untersuchung der grauen Substanz verwendet. Die Neurotizismus-Scores der Probanden wurden unter Verwendung des NEO-FFI-Fragebogens erhoben. In der Teilkohorte korrelierte Neurotizismus unter statistischer Kontrolle von Alter, Geschlecht und Standort der Messung positiv mit den pro Trakt gemittelten FA-Werten im rechten Cingulum, rechten bzw. linken Fasciculus frontooccipitalis inferior, rechten bzw. linken Fasciculus Uncinatus, mit den pro Trakt gemittelten RD-Werten negativ im linken Cingulum, rechten bzw. linken Fasciculus frontooccipitalis inferior sowie linken Fasciculus Uncinatus. Auf Voxel-Ebene fanden sich ebenfalls FWE-korrigiert signifikante Cluster für FA zusätzlich in beiden Hemisphären in der Radiatio thalami anterior sowie im Fasciculus longitudinalis inferior. Auch hier zeigten sich durchweg positive Korrelationen von FA und Neurotizismus. In der Gesamtkohorte ergaben sich lediglich auf Ebene der kortikalen Dicke im Bereich der rechten Hirnhemisphäre im medial orbitofrontalen Cortex, superior temporalen, superior frontalen sowie im mittleren frontal rostralen Cortex unkorrigiert signifikante Cluster, welche ebenfalls positiv mit Neurotizismus assoziiert waren. In einer nachfolgenden Analyse korrelierten weiterhin die gemittelten Werte für die kortikale Dicke im rechten superior temporalen bzw. medial orbitofrontalen Cortex signifikant mit der gemittelten FA des rechten Fasciculus Uncinatus. In dieser Studie sind erhöhte Neurotizismus-Werte also insgesamt mit höherer Integrität der Mikrostruktur der weißen Substanz (FA erhöht, RD erniedrigt) assoziiert. Aufgrund konträrer Ergebnisse vorangegangener Studien und der noch unzureichenden Datenlage hinsichtlich möglicher, mit Neurotizismus korrelierenden lokalen Veränderungen der RD bedarf dieses Ergebnis der Replikation. Hierbei gilt es die Zusammensetzung der jeweils untersuchten Stichprobe, insbesondere was Aspekte wie das Alter bzw. die Verteilung der Neurotizismus-Scores der Probanden anbetrifft, als möglichen Einflussfaktor auf die Richtung der Korrelation zwischen Neurotizismus und Parametern wie u. a. der FA zu beachten. Die Evaluation der Ergebnisse aus funktioneller Sicht zeigt eine Verflechtung von Persönlichkeit, Hirnstruktur und - funktion. Insbesondere im orbitofrontalen Cortex finden sich, neben strukturellen Korrelaten, am Beispiel von Emotionsregulation auch wichtige Funktionen für die Ausprägung von Neurotizismus. Die Einordnung der vorliegenden Ergebnisse vor dem Hintergrund einer gegensätzlichen Richtung der Assoziation von Neurotizismus und Hirnstruktur in klinischen Stichproben bleibt problematisch. Eine nonlineare Entwicklung der Assoziation von Neurotizismus und Hirnstruktur im Verlauf einer psychiatrischen Erkrankung erscheint jedoch möglich.
description: Neuroticism is well known as a personality trait which enables us to predict individual vulnerability to suffer from affective disorders (MDD, BPD). Over the last years, MRI-based neuroimaging could provide evidence for lots of different parts of the human brain to correlate with this personality trait. White matter correlates are mostly localized in frontotemporal tracts. The orbitofrontal cortex and prefrontal cortex dominate as gray matter correlates of neuroticism. As many studies could not find any results, the question whether there are consistent correlates of neuroticism at all remains unclear. Further, there is no consensus on concrete localisations of possible correlates of neuroticism yet. The aim of this study is the MRI-based, multimodal analysis of human brain correlates of neuroticism in a large sample of healthy adults. In our sample, the analysis of gray matter has been carried out using surface- / volume-based morphometry to measure cortical volume, cortical thickness and gyrification (Gesamtkohorte, n = 670). Additionally, in a subgroup we performed diffusion tensor imaging (DTI) to analyse white matter (Teilkohorte, n = 570), in particular FA (fractional anisotropy) and RD (radial diffusivity). White matter analysis was performed with TBSS, gray matter analysis was carried out using SPM12 / CAT12. Neuroticism was measured with the help of the NEO-FFI personality questionnaire. In the subgroup (Teilkohorte), after controlling for age, sex and site, we found positive correlations between the averaged FA within a single tract and neuroticism in the right cingulum, the right and left inferior frontooccipital fasciculus, further in the right and left uncinate fasciculus. Measuring the averaged RD within a single tract, negative correlations with neuroticism were detected in the left cingulum, the right and the left inferior frontooccipital fasciculus and the left uncinate fasciculus (p ≤ 0,05). Regarding the voxel-wise DTI analysis, we additionally found positive correlations between neuroticsm and FA in the anterior thalamic radiation and the inferior longitudinal fasciculus in both hemispheres. In our maingroup (Gesamtkohorte) results did not survive correction for familiy-wise error (FWE). Nevertheless, measures of cortical thickness in the right hemisphere showed uncorrected positive correlations with neuroticism in the medial orbitofrontal cortex, the superior temporal, superior frontal and middle frontal rostral cortex. In a follow-up analysis, the mean vertex-values of cortical thickness in the superior temporal and medial orbitofrontal cortex revealed a significant correlation with the averaged FA in the right uncinate fasciculus. The main result of this study reads as follows: people who tend to suffer from affective disorders as major depressive disorder or bipolar disorder, thus scoring high in neuroticism, show increased integrity of white matter microstructure (elevated FA, reduced RD). As this hypothesis is contrary to the results of former studies and local changes in RD in healthy adults scoring high on neuroticism are rarely investigated yet, it needs to be replicated. Future research needs to be aware of specific characteristics of the analyzed sample, such as aspects like the distribution of age or neuroticism-scores which may influence the direction of the association between neuroticism and imaging parameters like the FA. The linkage between personalitiy, brain structure and function becomes very clear as regards the results in the orbitofrontal cortex. From a functional perspective, the orbitofrontal cortex contains in addition to the structural correlates also aspects like emotion regulation, which partly determine the amount of neuroticism. At least, there remain some difficulties when comparing our results with those in clinical samples with an oppositional direction of the assoiation between neuroticism and brain structure. A possible explanation for this phenomenon could be a nonlinear development of the correlation between neuroticism and brain structure in the course of a mental disease.