Zusammenfassung: Eine neue Studie kombiniert Hunderte von Gehirnscans von Patienten mit Zwangsstörung und zeigt Probleme mit der Fehlerverarbeitung im Gehirn auf, die zu sich wiederholenden Verhaltensweisen führen.
Quelle: University of Michigan.
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Niemand weiß genau, was Menschen mit Zwangsstörungen dazu bringt, das zu tun, was sie tun, selbst wenn sie sich völlig bewusst sind, dass sie es nicht tun sollten, und wenn es ihre Fähigkeit, ein normales Leben zu führen, beeinträchtigt.
Dieser Mangel an wissenschaftlichem Verständnis bedeutet, dass etwa die Hälfte von ihnen keine wirksame Behandlung findet.
Aber eine neue Analyse der Gehirnscans von Hunderten von Menschen mit Zwangsstörungen und Menschen ohne diese Krankheit könnte helfen. Sie ist umfangreicher als alle bisherigen Studien und zeigt die spezifischen Gehirnbereiche und -prozesse auf, die mit diesen sich wiederholenden Verhaltensweisen verbunden sind.
Einfach ausgedrückt, legt die Studie nahe, dass die Gehirne von Zwangsstörungspatienten in einer Schleife von „Falschheit“ stecken bleiben, die die Patienten nicht beenden können, selbst wenn sie wissen, dass sie es sollten.
Fehler und Stoppsignale
Forscher der University of Michigan haben die bisher umfangreichste Sammlung aufgabenbezogener funktioneller Hirnscans und anderer Daten aus OCD-Studien auf der ganzen Welt zusammengetragen und für eine neue, in der Fachzeitschrift Biological Psychiatry veröffentlichte Meta-Analyse kombiniert.
„Diese Ergebnisse zeigen, dass das Gehirn bei Zwangsstörungen zu sehr auf Fehler und zu wenig auf Stoppsignale reagiert, Anomalien, von denen Forscher vermutet hatten, dass sie bei Zwangsstörungen eine entscheidende Rolle spielen, die aber aufgrund der geringen Teilnehmerzahlen in den einzelnen Studien nicht schlüssig nachgewiesen werden konnten“, sagt Luke Norman, Ph.D, Luke Norman, Hauptautor der neuen Studie und Postdoktorand in der Abteilung für Psychiatrie der U-M.
„Durch die Kombination von Daten aus zehn Studien und fast 500 Patienten und gesunden Freiwilligen konnten wir sehen, wie Gehirnschaltkreise, von denen lange angenommen wurde, dass sie für die Zwangsstörung entscheidend sind, tatsächlich an der Störung beteiligt sind“, sagt er. „
Norman arbeitet mit den Mitgliedern der psychiatrischen Fakultät der U-M, Kate Fitzgerald, M.D., M.S., Fitzgerald ist Co-Direktorin des pädiatrischen Angstprogramms an Michigan Medicine, dem akademischen medizinischen Zentrum der U-M, und leitet eine klinische Studie, die derzeit Jugendliche und Erwachsene mit Zwangsstörungen sucht, um die Fähigkeit gezielter Therapiesitzungen zur Behandlung von Zwangsstörungssymptomen zu testen.
„Diese Analyse ist wegweisend für Therapieziele bei Zwangsstörungen, denn sie zeigt, dass sowohl die Fehlerverarbeitung als auch die hemmende Kontrolle wichtige Prozesse sind, die bei Betroffenen gestört sind“, sagt Fitzgerald.
„Wir wissen, dass Patienten oft Einsicht in ihr Verhalten haben und erkennen können, dass sie etwas tun, was nicht getan werden sollte“, fügt sie hinzu. „Aber diese Ergebnisse zeigen, dass das Fehlersignal wahrscheinlich nicht das Gehirnnetzwerk erreicht, das aktiviert werden muss, damit sie damit aufhören.“
Unterschiede im Gehirn aufspüren
In ihrer Arbeit konzentrieren sich die Forscher auf das cingulo-operculäre Netzwerk. Dabei handelt es sich um eine Ansammlung von Hirnarealen, die durch Autobahnen von Nervenverbindungen tief im Zentrum des Gehirns verbunden sind. Normalerweise überwacht es Fehler oder die mögliche Notwendigkeit, eine Handlung abzubrechen, und schaltet die Entscheidungsbereiche im vorderen Teil des Gehirns ein, wenn es spürt, dass etwas nicht stimmt.“
Die in der neuen Arbeit verwendeten gepoolten Hirnscan-Daten wurden gesammelt, als Patienten mit Zwangsstörungen und gesunde Menschen gebeten wurden, bestimmte Aufgaben auszuführen, während sie in einem leistungsstarken funktionellen MRT-Scanner lagen. Insgesamt umfasste die neue Analyse Scans und Daten von 484 Kindern und Erwachsenen, sowohl mit als auch ohne Medikamente.
Norman leitete die Zusammenführung der Daten in einer sorgfältig kontrollierten Weise, die die Einbeziehung von Hirnscan-Daten aus Studien ermöglichte, die so weit auseinander lagen wie die Niederlande, die Vereinigten Staaten und Australien.
Es ist das erste Mal, dass in einer groß angelegten Analyse Daten über Hirnscans einbezogen wurden, die durchgeführt wurden, wenn Teilnehmer mit Zwangsstörungen während eines Hirnscans auf Fehler reagieren mussten und wenn sie sich selbst von einer Handlung abhalten mussten.
Aus den kombinierten Daten ergab sich ein einheitliches Muster: Im Vergleich zu gesunden Probanden hatten Menschen mit Zwangsstörungen weitaus mehr Aktivität in den spezifischen Hirnregionen, die an der Erkennung eines Fehlers beteiligt sind, aber weniger Aktivität in den Bereichen, die ihnen helfen könnten, aufzuhören.
Ausgeschaltete Bremsen
Die Forscher erkennen an, dass diese Unterschiede allein nicht die ganze Geschichte erzählen – und sie können anhand der verfügbaren Daten nicht sagen, ob die Unterschiede in der Aktivität die Ursache oder das Ergebnis einer Zwangsstörung sind.
Aber sie vermuten, dass Zwangsstörungspatienten möglicherweise eine „ineffiziente“ Verbindung zwischen dem Gehirnsystem, das ihre Fähigkeit, Fehler zu erkennen, und dem System, das ihre Fähigkeit, etwas gegen diese Fehler zu unternehmen, steuert, haben. Das könnte dazu führen, dass ihre Überreaktion auf Fehler ihre unzureichende Fähigkeit überwältigt, sich selbst zu sagen, dass sie aufhören sollen.
„Es ist, als ob ihr Fuß auf der Bremse steht und ihnen sagt, dass sie aufhören sollen, aber die Bremse ist nicht mit dem Teil des Rades verbunden, der sie tatsächlich aufhalten kann“, sagt Fitzgerald. „In kognitiven Verhaltenstherapiesitzungen für Zwangsstörungen helfen wir den Patienten, ihre Zwänge zu erkennen, zu konfrontieren und ihnen zu widerstehen, um die Kommunikation zwischen der ‚Bremse‘ und den Rädern zu verbessern, bis die Räder tatsächlich anhalten. Aber das funktioniert nur bei etwa der Hälfte der Patienten. Durch Erkenntnisse wie diese hoffen wir, die CBT wirksamer zu machen oder neue Behandlungen zu entwickeln.“
Übertragung der Erkenntnisse auf die klinische Versorgung
Während die Zwangsstörung früher als Angststörung eingestuft wurde und die Patienten oft wegen ihres Verhaltens ängstlich sind, wird sie heute als eigenständige psychische Krankheit betrachtet.
Die Angst, die viele Zwangsstörungspatienten erleben, wird heute als sekundäre Auswirkung ihrer Erkrankung angesehen, die dadurch entsteht, dass sie erkennen, dass ihre sich wiederholenden Verhaltensweisen nicht notwendig sind, aber nicht in der Lage sind, den Drang, sie auszuführen, zu kontrollieren.
Das U-M-Team wird in seiner klinischen Studie über CBT für Zwangsstörungen Techniken testen, die darauf abzielen, diesen Drang zu zähmen und Angst zu verhindern. An der Studie nehmen derzeit Jugendliche und Erwachsene bis 45 Jahre teil, die an einer Zwangsstörung leiden, sowie gesunde Jugendliche und Erwachsene, die keine haben. Die Studie umfasst zwei Hirnscans in der fMRT-Forschungseinrichtung der U-M und 12 Wochen kostenlose Therapie zwischen dem ersten und dem letzten Scan.
Fitzgerald merkt an, dass rTMS (repetitive transkranielle Magnetstimulation), die kürzlich von der FDA zur Behandlung von Zwangsstörungen zugelassen wurde, auf einige der Schaltkreise abzielt, die das U-M-Team zu identifizieren versucht.
rTMS fokussiert Magnetfelder auf bestimmte Bereiche des Gehirns von außerhalb des Schädels. „Wenn wir wissen, wie Hirnregionen zusammenwirken, um OCD-Symptome auszulösen und zu stoppen, dann wissen wir, wo wir die rTMS ansetzen können“, sagt sie.
Für schwere Fälle von Zwangsstörungen haben sich in den letzten zehn Jahren hirnchirurgische Verfahren als Option herauskristallisiert – und die neuen Ergebnisse stehen im Einklang mit deren Auswirkungen. In solchen Fällen trennen Neurochirurgen entweder bestimmte Hirnareale durch winzige Energiestöße oder Schnitte voneinander ab oder setzen eine Dauersonde ein, die die Aktivität in einem bestimmten Bereich stimulieren kann.
Die Autoren der neuen Arbeit rufen Neurochirurgen dazu auf, die neuen Erkenntnisse über die Rolle der am zingulo-operulären Netzwerk beteiligten Hirnareale sowohl bei der hemmenden Kontrolle als auch bei der Fehlerverarbeitung zu berücksichtigen, wenn sie entscheiden, ob und wo sie eingreifen.
Das Fazit für die Patienten
Die Forscher fordern auch Studien, bei denen Gentests und wiederholte fMRI-Gehirnbildgebung derselben OCD-Patienten im Laufe der Zeit in einer so genannten Längsschnittstudie durchgeführt werden. Dies könnte den Forschern dabei helfen, die Frage zu klären, ob die Probleme mit der Fehlerverarbeitung und der Hemmungskontrolle den Kern der Zwangsstörung bilden oder ob sie die Auswirkungen der Symptome der Zwangsstörung sind.
In der Zwischenzeit hoffen Norman, Fitzgerald und Taylor, dass Menschen, die derzeit an einer Zwangsstörung leiden, und Eltern von Kindern mit Anzeichen der Erkrankung, sich von den neuen Erkenntnissen inspirieren lassen.
„Wir wissen, dass Zwangsstörungen auf das Gehirn zurückzuführen sind, und wir gewinnen ein besseres Verständnis der möglichen Gehirnmechanismen, die den Symptomen zugrunde liegen und die dazu führen, dass die Patienten Schwierigkeiten haben, ihr zwanghaftes Verhalten zu kontrollieren“, sagt Norman.
Fitzgerald fügt hinzu: „Es handelt sich nicht um ein tiefes, dunkles Verhaltensproblem – die Zwangsstörung ist ein medizinisches Problem und niemand ist schuld. Mit der Bildgebung des Gehirns können wir es so untersuchen, wie Herzspezialisten die EKGs ihrer Patienten untersuchen – und wir können diese Informationen nutzen, um die Pflege und das Leben von Menschen mit Zwangsstörungen zu verbessern.“
Finanzierung: Die Studie wurde von den National Institutes of Health (MH102242) finanziert.
Quelle: Kara Gavin – University of Michigan
Herausgeber: Organisiert von NeuroscienceNews.com.
Bildquelle: NeuroscienceNews.com Bild wird der Universität von Michigan gutgeschrieben.
Originale Forschung: Abstract for „Error-processing and inhibitory control in obsessive-compulsive disorder: a meta-analysis using statistical parametric maps“ by Luke J. Norman’Correspondence information about the author Luke J. NormanEmail the author Luke J. Norman, Stephan F. Taylor, Yanni Liu, Joaquim Radua, Yann Chye, Stella J. De Wit, Chaim Huyser, F. Isik Karahanoglu, Tracy Luks, Dara Manoach, Carol Mathews, Katya Rubia, Chao Suo, Odile A. van den Heuvel, Murat Yücel, und Kate Fitzgerald in Biological Psychiatry. Veröffentlicht am 29. November 2018.
doi:10.1016/j.biopsych.2018.11.010
University of Michigan „Study Reveals Roots of OCD (Studie deckt Wurzeln der Zwangsstörung auf).“ NeuroscienceNews. NeuroscienceNews, 29 November 2018.
<https://neurosciencenews.com/ocd-neurobiology-10272/>.UniversityUniversity of Michigan(2018, November 29). Study Reveals Roots of OCD. NeuroscienceNews. Retrieved November 29, 2018 from https://neurosciencenews.com/ocd-neurobiology-10272/University of Michigan „Study Reveals Roots of OCD.“ https://neurosciencenews.com/ocd-neurobiology-10272/ (abgerufen am 29. November 2018).
Abstract
Fehlerverarbeitung und inhibitorische Kontrolle bei Zwangsstörungen: eine Meta-Analyse unter Verwendung statistischer parametrischer Karten
Ziel
Fehlerverarbeitung und inhibitorische Kontrolle ermöglichen die Anpassung von Verhaltensweisen an Aufgabenanforderungen. Studien zur funktionellen Magnetresonanztomographie (fMRT) berichten über Hirnaktivierungsanomalien bei Patienten mit Zwangsstörungen (OCD) während beider Prozesse. Die Schlussfolgerungen sind jedoch durch Widersprüche in der Literatur und kleine Stichprobengrößen begrenzt. Daher wurde hier eine Meta-Analyse der vorhandenen Literatur unter Verwendung von statistischen Karten ohne Schwellenwerte aus früheren Studien durchgeführt.
Methode
Eine voxelweise Seed-basierte d-Mapping-Meta-Analyse wurde unter Verwendung von t-Maps aus Studien durchgeführt, die Patienten mit Zwangsstörungen und gesunde Kontrollen (HC) während der Fehlerverarbeitung und der hemmenden Kontrolle verglichen. Für die Fehlerverarbeitungsanalyse wurden 239 Patienten mit OCD (120 Männer; 81 medikamentös behandelt) und 231 HC (125 Männer) einbezogen, während die Analyse der hemmenden Kontrolle 245 Patienten mit OCD (120 Männer; 91 medikamentös behandelt) und 239 HC (135 Männer) umfasste.
Ergebnisse
Patienten mit OCD zeigten im Vergleich zu HC längere hemmende Kontroll-RT (SMD=0,2, p=0,03, 95% CI=(0,016, 0,393)) und mehr hemmende Kontrollfehler (SMD=0,22, p=0,02, 95% CI=(0,039, 0,399)). Im Gehirn zeigten die Patienten während der Fehlerverarbeitung eine Hyperaktivierung im bilateralen dorsalen anterioren cingulären Kortex (dACC), im ergänzenden motorischen Areal (SMA), im Prä-SMA sowie im rechten anterioren Insula/frontalen Operculum (aI/fO) und im anterioren lateralen präfrontalen Kortex (aLPFC), aber eine Hypoaktivierung während der hemmenden Kontrolle im rostralen und ventralen anterioren cingulären Kortex (rACC/vACC), bilateraler Thalamus/Caudat und Parietallappen sowie rechter aI/fO und medialer orbitofrontaler Kortex (alle SDM-Z-Wert >2, p
Schlussfolgerungen
Ein intakter oder hyperaktiver Fehlerverarbeitungsmechanismus in Verbindung mit Beeinträchtigungen bei der Umsetzung der hemmenden Kontrolle könnte den Defiziten bei der Beendigung unerwünschter zwanghafter Verhaltensweisen bei dieser Störung zugrunde liegen.