In der vorliegenden Studie sollten Phasic und Sustained Fear Zustände hervorgerufen und durch Messung des Akustischen Startle Reflexes erfasst werden. Dazu wurde ein Instructed Fear Paradigma eingesetzt, bei dem 37 gesunde Probanden durch visuelle Darstellung über die Möglichkeit eines aversiven Stimulus (weiblicher Schrei) in der sogenannten Schreckbedingung informiert wurden. Zum Vergleich wurde eine neutrale, sichere Versuchsbedingung geschaltet. Beide Bedingungen wurden über drei verschiedene Längen (kurz, mittel, lang) in mehreren Wiederholungen präsentiert. Bei zunehmender Dauer einer Versuchsphase sollte durch zunehmende Unvorhersehbarkeit die Sustained Fear Reaktion gesteigert werden. Außerdem war beabsichtigt, antizipatorische Angst (Erwartungsangst) durch die Vorschaltung einer kurzen, ereignislosen Antizipationsphase vor jede Versuchsphase auszulösen. Die Ergebnisse zeigten, dass die Schreckbedingungen zu erhöhten Startle Reaktionen führten, welche sich als sichere Zeichen einer Angstreaktion deuten lassen. In der kurzen Dauer der Versuchsbedingung (4-8 s) lässt sich aufgrund des unmittelbar einsetzenden Schreckreizes eine Phasic Fear Reaktion detektieren. Für die mittlere Dauer (10-18 s) kommt eine Sustained Fear Reaktion in Betracht, da der Hinweis auf die Gefahr in keinem engen zeitlichen Zusammenhang mit dem Schreckreiz steht und weniger vorhersehbar ist. In der langen Dauer (30-50 s) zeigte sich invers zu unserer Annahme, eine starke Abnahme der Startle Amplituden. Dieses Phänomen ist mit dem Eingreifen kognitiver emotionsregulatorischer Mechanismen erklärbar. Die postexperimentelle Befragung der Teilnehmer weist darauf hin, dass es zu einer Umdeutung der angstauslösenden Situation in eine zunehmend langweilige Situation kam. Somit könnte diese Neuinterpretation zur Verringerung der Startle Amplituden geführt haben. Die Antizipationsphase ergab einen antizipatorischen Effekt, obwohl die Versuchsteilnehmer nicht über diese vorgeschaltete Phase informiert waren. Allerdings ließ sich keine unterschiedliche Auswirkung durch die Aussicht auf verschieden lange, d.h. unterschiedlich vorhersehbare Versuchsbedingungen feststellen. Daher ist nicht mit Sicherheit davon auszugehen, ob tatsächlich antizipatorische Angst ausgelöst wurde, oder ob es sich aufgrund der kurzen Zeit nicht eher um eine Phasic Fear Reaktion handeln könnte. Des Weiteren bleibt zu hinterfragen, inwiefern die nicht gekennzeichnete Antizipationsphase zu einer Verschiebung des Zeitrasters der Versuchsdauern geführt haben könnten. Dies lässt sich im Nachhinein nicht eindeutig klären. Daher ist die vermutete Phasic Fear Reaktion in der kurzen Länge kritisch zu betrachten, und eventuell als beginnende Sustained Fear zu interpretieren. Die Bewertung der Bedingungen ist mit den Startle Daten dahingehend konsistent, dass die Schreckbedingung als aufregender eingestuft wird. Es ergab sich kein Unterschied in der Bewertung der verschiedenen Versuchsdauern innerhalb der Schreckbedingung. Damit konnte kein Effekt der größeren Unvorhersehbarkeit auf die subjektive Einschätzung festgestellt werden. Auch die emotionsregulatorischen Prozesse spiegeln sich nicht in der Bewertung wider. Abschließend lässt sich sagen, dass verschiedene Entitäten der Angst, wie phasische, anhaltende und antizipatorische Angst, hervorgerufen werden konnten, welche sich über die Zeit verändern. Dauert die Angst länger an, wird sie schließlich durch Eingreifen corticaler Regulationsmechanismen unterdrückt. Weitere Untersuchungen, z.B. mit fMRT, könnten dieses Phänomen genauer entschlüsseln. / Purpose of this study was to evoke phasic and sustained fear in startle trials by predictability versus unpredictability in 37 healthy subjects. The acoustic startle reflex is a valid instrument for fear measurement. We used a safe and a shock condition, the later one with female scream as an aversive event. The shock was presented at variable times. Both conditions were presented in three different durations, short (up to 8 s), medium (up to 18 s) and long (up to 50 s). These conditions and their different time lengths were repeated in a random order and startle reactions were measured during the trials. As startle probes served a short 95 db noise, called "white noise". The short duration of the shock condition elicited an increased startle reaction, which can be attributed to phasic fear, according to previous studies. The medium duration of the shock condition elicited even stronger startle reactions. These are supposed to represent sustained fear, because of the longer period of time and the thereby unpredictability of the shock event. We expected the long duration shock condition to provoke even higher startle amplitudes, because of the increasing unpredictability. Post experimental ratings showed that the participants felt most agitated during this condition. But instead, the detected startle reactions were even lower than the startle reaction in the long safe conditions. This implies that emotion regulation processes reduced a sustained state of fear. Reasons might be decreasing attention or reinterpretation of the initial fear in an unfearful emotion.

Zugl.: Marburg, Univ., Diss., 2008.

Zugl.: Marburg, Univ., Diss., 2008

Dresden, Techn. Univ., Diss., 2000.

Techn. Universiẗat, Diss., 2000--Dresden.

Defensive behaviors in response to threats are key factors in maintaining mental and physical health, but their phenomenology remains poorly understood. Prior work reported an inhibition of oculomotor activity in response to avoidable threat in humans that reminded of freezing behaviors in rodents. This notion of a homology between defensive responding in rodents and humans was seconded by concomitant heart rate decrease and skin conductance increase. However, several aspects of this presumed defense state remained ambiguous. For example, it was unclear whether the observed oculomotor inhibition would 1) robustly occur during preparation for threat-avoidance irrespective of task demands, 2) reflect a threat-specific defensive state, 3) be related to an inhibition of somatomotor activity as both motion metrics have been discussed as indicators for freezing behaviors in humans, and 4) manifest in unconstrained settings. We thus embarked on a series of experiments to unravel the robustness, threat-specificity, and validity of previously observed (oculo)motor and autonomic dynamics upon avoidable threat in humans. We provided robust evidence for reduced gaze dispersion, significantly predicting the speed of subsequent motor reactions across a wide range of stimulus contexts. Along this gaze pattern, we found reductions in body movement and showed that the temporal profiles between gaze and body activity were positively related within individuals, suggesting that both metrics reflect the same construct. A simultaneous activation of the parasympathetic (i.e., heart rate deceleration) and sympathetic (i.e., increased skin conductance and pupil dilation) nervous system was present in both defensive and appetitive contexts, suggesting that these autonomic dynamics are not only sensitive to threat but reflecting a more general action-preparatory mechanism. We further gathered evidence for two previously proposed defensive states involving a decrease of (oculo)motor activity in a naturalistic, unconstrained virtual reality environment. Specifically, we observed a state consisting of a cessation of ongoing behaviors and orienting upon relatively distal, ambiguous threat (Attentive Immobility) while an entire immobilization and presumed allocation of attention to the threat stimulus became apparent upon approaching potential threat (Immobility under Attack). Taken together, we provided evidence for specific oculomotor and autonomic dynamics upon increasing levels of threat that may inspire future translational work in rodents and humans on shared mechanisms of threat processing, ultimately supporting the development of novel therapeutic approaches. / Angemessen auf Gefahren zu reagieren, ist überlebensnotwendig, wissenschaftlich jedoch wenig verstanden. Eine frühere Studie wies auf, dass ProbandInnen ihre Augen weniger bewegten, wenn sie mit einer Bedrohung konfrontiert waren, der sie mit einer schnellen Bewegung entkommen konnten. Dieses eingeschränkte Blickbewegungsmuster wurde von einer Herzraten-Dezeleration und einem Anstieg der Hautleitfähigkeit begleitet und wies damit Ähnlichkeiten mit bestimmten Erstarrungsreaktionen auf Bedrohungen (Freezing) bei Nagetieren auf. Es blieb jedoch unklar, ob die eingeschränkten Augenbewegungen 1. robust und unabhängig von spezifischen Aufgabenstellungen als Reaktion auf eine vermeidbare Bedrohung auftreten, 2. eine bedrohungsspezifische Komponente eines Defensivzustands darstellen, 3. von einer körperlichen Bewegungsreduktion begleitet und 4. im freien Raum auftreten würden. Wir haben daher untersucht, ob dieses eingeschränkte Blickbewegungsmuster sowie seine autonomen Begleiterscheinungen robust, bedrohungsspezifisch und valide sind. In unseren Studien traten verringerte Augenbewegungen robust und bedrohungsspezifisch als Reaktion auf vermeidbare Bedrohungen auf und sagten schnellere Reaktionszeiten vorher. Die eingeschränkten Augenbewegungen wurden von verringerten Körperbewegungen begleitet, deren zeitliche Verläufe miteinander korrelierten. Dies könnte auf ein zugrundeliegendes gemeinsames Konstrukt hinweisen. Wir beobachteten außerdem eine Herzraten-Dezeleration sowie erhöhte Hautleitfähigkeit und Pupillendilation in bedrohlichen und appetitiven Kontexten, was darauf hindeutet, dass diese autonomen Dynamiken nicht nur durch Bedrohungen, sondern auch allgemein handlungsvorbereitend ausgelöst werden können. Zuletzt konnten wir in einer frei explorierbaren, virtuellen Umgebung Hinweise auf zwei Defensivzustände liefern, deren Unterscheidung zuvor postuliert, jedoch noch nicht weitreichend belegt war. Bei relativ weit entfernter und ambivalenter Gefahr hielten die ProbandInnen inne und drehten sich, vermutlich zur Orientierung, zum potentiellen Ort der Bedrohung hin (Attentive Immobility). Wenn sich die Bedrohung jedoch näherte, verringerten sich sowohl Körper- als auch Augenbewegungen, als würden die ProbandInnen ihre Aufmerksamkeit auf die Bedrohung ausrichten (Immobility under Attack). Zusammenfassend lieferten unsere Erhebungen damit Belege für spezifische (okulo)motorische und autonome Dynamiken bei steigender Bedrohung, die zukünftige translationale Forschungen über Homologien von Defensivzuständen zwischen Nagetieren und Menschen inspirieren und damit womöglich die Entwicklung neuer therapeutischer Verfahren unterstützen können.

Bei der Entstehung und Aufrechterhaltung von Furcht und Angsterkrankungen stellt, neben der Furchtkonditionierung, die Generalisierung der konditionierten Furcht einen wesentlichen Mechanismus dar. Die der Generalisierung zugrunde liegenden psychologischen und biologischen Prozesse sind jedoch beim Menschen bisher nur wenig untersucht. Ziel dieser Arbeit war, anhand eines neu entwickelten experimentellen Paradigmas den Einfluss eines psychometrisch bestimmbaren angstspezifischen Faktors sowie der mit Furcht und Angst assoziierten Genotypen Stathmin1, COMT Val158Met und BDNF Val66Met auf die Furchtkonditionierung und Generalisierung konditionierter Furcht zu untersuchen und somit mögliche Risikofaktoren für die Entstehung von Angsterkrankungen zu bestimmen. Hierfür wurden N = 126 gesunde Versuchspersonen (n = 69 weiblich; mittleres Alter M = 23.05, SD = 3.82) für die genannten Polymorphismen genotypisiert und zu ängstlichen und affektiven Symptomen befragt. In einer Akquisitionsphase wurden den Probanden zwei neutrale weibliche Gesichter präsentiert (CS), von denen eines mit einem Schrei sowie einem ängstlichen Gesichtsausdruck (UCS) gepaart wurde. Der sich anschließende Generalisierungstest erfolgte anhand von vier Gesichtern, die in der Ähnlichkeit zwischen den beiden CS schrittweise übergingen. Die Furchtreaktion wurde über die Bewertung von Valenz, Arousal und Kontingenzerwartung sowie über die Hautleitfähigkeitsreaktion (SCR) erfasst. Die Analyse der Fragebögen anhand einer Hauptachsenanalyse und anhand von Strukturgleichungsmodellen erbrachte eine zweifaktorielle Lösung, die die Konstrukte Depression und Angst abbildete. Nur der Faktor Angst war mit einer veränderten Furchtkonditionierung und Furchtgeneralisierung assoziiert: Hoch Ängstliche zeigten eine stärkere konditionierte Furchtreaktion (Arousal) und wiesen eine stärkere Generalisierung der Valenzeinschätzung und Kontingenzerwartung auf. Für den Stathmin1 Genotyp ergaben sich geschlechtsspezifische Effekte. Bei den männlichen Versuchspersonen zeigte sich in Folge der Akquisition ein stärkerer Abfall der Valenz für den CS+ in der Gruppe der Stathmin1 T Allelträger, die ebenfalls eine stärkere Generalisierung der Furchtreaktion, abgebildet in allen verbalen Maßen, aufwiesen. Ein gegenteiliger Befund ergab sich für die Gruppe der Frauen, insofern eine mit dem Stathmin1 C Allel assoziierte höhere Generalisierung der Valenz, des Arousals und der Kontingenzerwartung festgestellt werden konnte. Für den COMT Val158Met Genotyp ergaben sich keine Einflüsse auf die Akquisition der konditionierten Furcht. Für Träger des COMT 158Val Allels zeigte sich jedoch eine stärkere Generalisierung der Valenz und der Kontingenzerwartung. Auch für den BDNF Val66Met Genotyp konnte keine Veränderung der Furchtakquisition beobachtet werden. Es ergaben sich jedoch Hinweise auf eine erhöhte Generalisierung der Kontingenzerwartung in der Gruppe der BDNF 66Val Homozygoten. Für keinen der beschriebenen Faktoren konnte ein Einfluss auf die Furchtkonditionierung oder deren Generalisierung anhand der SCR abgebildet werden. Unsere Ergebnisse weisen auf einen psychometrisch erfassbaren Faktor und genetische Einflüsse hin, die über den Prozess einer stärkeren Generalisierung der konditionierten Furcht das Risiko für die Entstehung von Angsterkrankungen erhöhen können. Jedoch sollten die Befunde in größeren Stichproben repliziert werden. Neben der frühzeitigen Identifikation von Risikofaktoren sollten in zukünftigen Studien darüber hinaus wirksame Maßnahmen zur Prävention und Intervention entwickelt werden, um diesem Risiko entgegen zu wirken. / Besides fear-conditioning the generalization of conditioned fear plays a central role in the pathogenesis and maintanance of fear and anxiety disorders. However, the basic psychological and biological processes of generalization in humans are rarely investigated. The aim of this work was the development of a new experimental paradigm to investigate the influence of a psychometric anxiety-specific factor, as well as of the genotypes Stathmin1, COMT val158met and BDNF val66met, that are associated with fear and anxiety, on fear-conditioning and fear-generalization, and accordingly to identify potential risk factors for the development of anxiety disorders. A sample of N =126 healthy subjects (n = 69 female; mean age M = 23.05, SD = 3.82) were genotyped for the mentioned polymorphisms and were assessed for anxious and affective symptoms. In an acquisition part two neutral female faces were presented (CS), one of them was paired with a scream and an anxious emotional expression (UCS). For the following generalization test four faces were provided that transformed step-by-step in perceptual similarity between the CS. The fear reaction was assessed by ratings of valence, arousal and contingency expectation as well as by the measurement of skin conductance response (SCR). The evaluation of the questionnaires by means of a factor analysis and by structural equation models provided a two factor solution, representing the constructs depression and anxiety. Variations in fear-conditioning and fear-generalization were solely associated with the anxiety factor: High anxious subjects exhibited a stronger conditioned fear reaction (arousal) and a stronger generalization in measures of valence and UCS-expectancy. Gender specific effects were found for the stathmin1 genotype. Male carrieres of the T allele exhibited a stronger decrease in ratings of CS+ valence as well as a stronger generalization of the fear reaction indicated by all rating measures. The female subgroup showed contrary results with an association of the stathmin1 C allele with higher generalization of valence, arousal and UCS-expectancy. We found no influence of the COMT val158met polymorphism on the acquisition of conditioned fear. However, carriers of the COMT 158val allele exhibited a stronger generalization of valence and UCS-expectancy. No changes in fear acquisition were observed in relation to the BDNF val66met genotype, too. However, we found evidence for a higher generalization of UCS-expectancy in the subgroup of BDNF 66val homozygotes. No influence of the above mentioned factors on fear-conditioning and generalization could be represented by means of SCR measures. Our results point to a psychometric factor and genetic influences associated with an elevated risk to develop anxiety disorders by the process of a stronger generalization of conditioned fear. However, the results need to be replicated in larger samples. Beside an early identification of risk factors, future studies should also develop effective prevention and intervention procedures to counteract this risk.

Adapting defensive behavior to the characteristics of a threatening situation is a fundamental function of the brain. Particularly, threat imminence plays a major role for the organization of defensive responses. Acute threat prompts phasic physiological responses, which are usually associated with an intense feeling of fear. In contrast, diffuse and potentially threatening situations elicit a sustained state of anxious apprehension. Detection of the threatening stimulus defines the key event in this framework, initiating the transition from potential to acute threat. Consequently, attention to threat is crucial for supporting defensive behavior. The functions of attention are finely tuned to the characteristics of a threatening situation. Potential threat is associated with hypervigilance, in order to facilitate threat detection. Once a threatening stimulus has been identified, attention is selectively focused on the source of danger. Even though the concepts of selective attention and hypervigilance to threat are well established, evidence for their neural correlates remain scarce. Therefore, a major goal of this thesis is to elucidate the neural correlates of selective attention to acute threat and hypervigilance during potential threat. A second aim of this thesis is to provide a mechanistic account for the interaction of fear and anxiety. While contemporary models view fear and anxiety as mutually exclusive, recent findings for the neural networks of fear and anxiety suggest potential interactions. In four studies, aversive cue conditioning was used to induce acute threat, while context conditioning served as a laboratory model of potential threat. To quantify neural correlates of selective attention and hypervigilance, steady-state visual evoked potentials (ssVEPs) were measured as an index of visuocortical responding. Study 1 compared visuocortical responses to acute and potential threat for high versus low trait-anxious individuals. All individuals demonstrated enhanced electrocortical responses to the central cue in the acute threat condition, suggesting evidence for the neural correlate of selective attention. However, only low anxious individuals revealed facilitated processing of the contexts in the potential threat condition, reflecting a neural correlate of hypervigilance. High anxious individuals did not discriminate among contexts. These findings contribute to the notion of aberrational processing of potential threat for high anxious individuals. Study 2 and 3 realized orthogonal combinations of cue and context conditioning to investigate potential interactions of fear and anxiety. In contrast to Study 1 and 2, Study 3 used verbal instructions to induce potentially threatening contexts. Besides ssVEPs, threat ratings and skin conductance responses (SCRs) were recorded as efferent indices of defensive responding. None of these studies found further evidence for the neural correlates of hypervigilance and selective attention. However, results for ratings and SCRs revealed additive effects of fear and anxiety, suggesting that fear and anxiety are not mutually exclusive, but interact linearly to organize and facilitate defensive behavior. Study 4 tested ssVEPs to more ecologically valid forms of context conditioning, using flickering video stimuli of virtual offices to establish context representations. Contrary to expectations, results revealed decreased visuocortical responses during sustained presentations of anxiety compared to neutral contexts. A disruption of ssVEP signals eventually suggests interferences by continuously changing video streams which are enhanced as a function of motivational relevance. In summary, this thesis provided evidence for the neural correlates of attention only for isolated forms of fear and anxiety, but not for their interaction. In contrast, an additive interaction model of fear and anxiety for measures of defensive responding offers a new perspective on the topography of defensive behavior. / ZusammenfassungDie Anpassung defensiver Verhaltensweisen an die Anforderungen bedrohlicher Sit-uationen ist eine fundamentale Funktion des Gehirns. Akute Bedrohung führt in der Regel zu kurz-anhaltenden, physiologischen Reaktionen, die mit einem Gefühlintensiver Furcht einhergehen, während Situationen potenzieller Bedrohung zu einem anhaltenden Zustand erhöhter Angst führen. Dabei spielt das Erkennen der Gefahr eine besondere Rolle, da sie den Übergang von potenzieller zu akuter Bedrohung initiiert. Demnach kommt der Aufmerksamkeit eine wichtige Funktion bei der Unterstützung defensiver Verhaltensweisen zu. Mechanismen der Aufmerksamkeit sind dabei präzise auf die jeweilige Situation abgestimmt. Potenzielle Bedrohung führt zu Hypervigilanz, um bedrohliche Reize schneller zu entdecken ...

In situations of real threat, showing a fear reaction makes sense, thus, increasing the chance to survive. The question is, how could anybody differentiate between a real and an apparent threat? Here, the slogan counts “better safe than sorry”, meaning that it is better to shy away once too often from nothing than once too little from a real threat. Furthermore, in a complex environment it is adaptive to generalize from one threatening situation or stimulus to another similar situation/stimulus. But, the danger hereby is to generalize in a maladaptive manner involving as it is to strong and/or fear too often “harmless” (safety) situations/stimuli, as it is known to be a criterion of anxiety disorders (AD). Fear conditioning and fear generalization paradigms are well suited to investigate fear learning processes. It is remarkable that despite increasing interest in this topic there is only little research on fear generalization. Especially, most research on human fear conditioning and its generalization has focused on adults, whereas only little is known about these processes in children, even though AD is typically developing during childhood. To address this knowledge gap, four experiments were conducted, in which a discriminative fear conditioning and generalization paradigm was used. In the first two experiments, developmental aspects of fear learning and generalization were of special interest. Therefore, in the first experiment 267 children and 285 adults were compared in the differential fear conditioning paradigm and generalization test. Skin conductance responses (SCRs) and ratings of valence and arousal were obtained to indicate fear learning. Both groups displayed robust and similar differential conditioning on subjective and physiological levels. However, children showed heightened fear generalization compared to adults as indexed by higher arousal ratings and SCRs to the generalization stimuli. Results indicate overgeneralization of conditioned fear as a developmental correlate of fear learning. The developmental change from a shallow to a steeper generalization gradient is likely related to the maturation of brain structures that modulate efficient discrimination between threatening and (ambiguous) safety cues. The question hereby is, at which developmental stage fear generalization gradients of children adapt to the gradients of adults. Following up on this question, in a second experiment, developmental changes in fear conditioning and fear generalization between children and adolescents were investigated. According to experiment 1 and previous studies in children, which showed changes in fear learning with increasing age, it was assumed that older children were better at discriminating threat and safety stimuli. Therefore, 396 healthy participants (aged 8 to 12 years) were examined with the fear conditioning and generalization paradigm. Again, ratings of valence, arousal, and SCRs were obtained. SCRs indicated differences in fear generalization with best fear discrimination in 12-year-old children suggesting that the age of 12 years seems to play an important role, since generalization gradients were similar to that of adults. These age differences were seen in boys and girls, but best discrimination was found in 12-year-old boys, indicating different development of generalization gradients according to sex. This result fits nicely with the fact that the prevalence of AD is higher in women than in men. In a third study, it was supposed that the developmental trajectory from increased trait anxiety in childhood to manifest AD could be mediated by abnormal fear conditioning and generalization processes. To this end, 394 children aged 8 to 12 years with different scores in trait anxiety were compared with each other. Results provided evidence that children with high trait anxiety showed stronger responses to threat cues and impaired safety signal learning contingent on awareness as indicated by arousal at acquisition. Furthermore, analyses revealed that children with high trait anxiety showed overall higher arousal ratings at generalization. Contrary to what was expected, high trait anxious children did not show significantly more fear generalization than children with low trait anxiety. However, high-trait-anxious (HA) participants showed a trend for a more linear gradient, whereas moderate-trait-anxious (MA) and low-trait-anxious (LA) participants showed more quadratic gradients according to arousal. Additionally, after controlling for age, sex and negative life experience, SCR to the safety stimulus predicted the trait anxiety level of children suggesting that impaired safety signal learning may be a risk factor for the development of AD. Results provide hints that frontal maturation could develop differently according to trait anxiety resulting in different stimuli discrimination. Thus, in a fourth experiment, 40 typically developing volunteers aged 10 to 18 years were screened for trait anxiety and investigated with the differential fear conditioning and generalization paradigm in the scanner. Functional magnetic resonance imaging (fMRI) were used to identify the neural mechanisms of fear learning and fear generalization investigating differences in this neural mechanism according to trait anxiety, developmental aspects and sex. At acquisition, HA participants showed reduced activation in frontal brain regions, but at generalization, HA participants showed an increase in these frontal regions with stronger linear increase in activation with similarity to CS+ in HA when compared to LA participants. This indicates that there is a hyper-regulation in adolescents to compensate the higher difficulties at generalization in form of a compensatory mechanism, which decompensates with adulthood and/or may be collapsed in manifest AD. Additionally, significant developmental effects were found: the older the subjects the stronger the hippocampus and frontal activation with resemblance to CS+, which could explain the overgeneralization of younger children. Furthermore, there were differences according to sex: males showed stronger activation with resemblance to CS+ in the hippocampus and frontal regions when compared to females fitting again nicely with the observation that prevalence rates for AD are higher for females than males. In sum, the studies suggest that investigating developmental aspects of (maladaptive) overgeneralization may lead to better understanding of the mechanisms of manifest anxiety disorders, which could result in development and provision of prevention strategies. Although, there is need for further investigations, the present work gives some first hints for such approaches. / Im Angesicht realer Bedrohung macht es durchaus Sinn, eine Furchtreaktion zu zeigen, denn dadurch kann die Überlebenschance erhöht werden. Die aufkommende Frage hierbei lautet: wie kann man eine “echte” Gefahr von einer “Attrappe” unterscheiden? Hier gilt der Spruch: besser einmal zu viel (Angst), als einmal zu wenig. Es macht also in einer komplexen Umwelt durchaus Sinn, von einer bestimmten Situation oder Gefahrenquelle auf eine andere, dieser ähnlichen, zu generalisieren. Dies birgt allerdings die Gefahr, zu stark zu generalisieren und/oder zu oft vor “harmlosen” Situationen oder Dingen Angst zu haben, wie uns das von den Angststörungen her bekannt ist. Furchterwerb und -generalisierung lassen sich mithilfe von Furchtkonditionierungs- und Generalisierungsparadigmen untersuchen. In Anbetracht der Tatsache, dass Furchtlernen und Furchtgeneralisierung wichtige Rollen in der Entwicklung von Angsterkrankungen zu spielen scheinen, ist es verwunderlich, dass es, trotz zunehmenden Interesses, nur wenig Forschung im Bereich Furchtgeneralisierung gibt. Die meisten Humanstudien hierzu wurden mit erwachsenen Probanden durchgeführt, wohingegen nur sehr wenig über diese Prozesse im Kindesalter bekannt ist. Um diese Wissenslücke etwas zu schließen, wurden in dieser vorliegenden Arbeit vier Studien generiert, in welchen ein differenzielles Furchtkonditionierungs- und Generalisierungsparadigma zum Einsatz kam. In den ersten beiden Experimenten standen Entwicklungsaspekte des Furchterwerbs und der Furchtgeneralisierung im Fokus. In der ersten Studie haben wir deshalb 267 Kinder und 285 Erwachsene mit dem differenziellen Furchtkonditionierungs- und Generalisierungsparadigma untersucht und bezüglich Valenz, Arousal und Hautleitfähigkeitsreaktion verglichen. Während beide Gruppen vergleichbare Konditionierungseffekte aufwiesen, zeigten die Kinder eine stärkere Generalisierung. Dies machte sich sowohl im Arousal als auch in der Hautleitfähigkeit bemerkbar. Dieses Ergebnis lässt darauf schließen, dass eine Entwicklung von einem flachen hin zu einem steileren Generalisierungsgradienten möglicherweise auf die Reifung bestimmter Hirnstrukturen zurückzuführen ist, die die effektive Diskriminierung zwischen gefährlichen und (vermeintlich) ungefährlichen Reizen modulieren. Die Frage schließt sich an, in welchem Entwicklungsstadium sich die Generalisierungsgradienten von Kindern denen der Erwachsenen angleichen. Um dieser Frage weiter nachzugehen wurden in der zweiten Studie entwicklungsbedingte Veränderungen der Furchtkonditionierung und -generalisierung bei Kindern und Jugendlichen untersucht. Laut dem ersten Experiment und weiteren Studien, die auf altersbedingte Veränderungen im Furchtlernen hinweisen, lag hier die Annahme zugrunde, dass Kinder mit zunehmendem Alter besser zwischen gefährlichen und (vermeintlich) ungefährlichen Reizen unterscheiden können. Um diese Hypothese zu überprüfen, wurden 396 gesunde Probanden (zwischen 8 und 12 Jahren) mittels des Furchtkonditionierungs- und Generalisierungsparadigmas untersucht. Wie bereits in der ersten Studie wurden Valenz, Arousal und die Hautleitfähigkeitsreaktion ausgewertet. Die Ergebnisse zeigten, dass Kinder aller Altersstufen vergleichbare Konditionierungseffekte aufweisen, dass aber laut der Hautleitfähigkeitsreaktion 12-jährige Kinder im Vergleich zu den jüngeren Kindern am besten zwischen den Stimuli unterscheiden konnten. Wenn nach Geschlecht aufgeteilt wird, diskriminierten 12-jährige Jungs am besten, was darauf schließen lässt, dass sich Furchtgeneralisierung je nach Geschlecht unterschiedlich entwickeln könnte, was in Anbetracht der Tatsache interessant ist, dass Frauen höhere Prävalenzraten für Angsterkrankungen haben als Männer. Einer dritten Studie liegt die Annahme zugrunde, dass ein Entwicklungsstrang von einer ängstlichen Persönlichkeit hin zu einer Angsterkrankung durch abweichende Furchtkonditionierung und -Generalisierung vermittelt werden könnte. Daher wurden 394 Kinder zwischen 8 und 12 Jahren mit unterschiedlichen Ausprägungen in ihrer Ängstlichkeit mit dem Furchtkonditionierungs- und Generalisierungsparadigma untersucht. Die Ergebnisse zeigten, dass Kinder mit hohen Angst Werten je nach dem Grad ihrer Kontingenz-Bewusstheit während der Konditionierung mit stärkerer Erregung auf mit Gefahr assoziierte Reize und beeinträchtigtem Lernen des sicheren Reizes reagierten. Es zeigte sich, dass Kinder mit hohen Angst Werten generell höhere Erregungs-Werte während der Generalisierung aufwiesen als Kinder mit niedrigen Werten. Entgegen den Annahmen generalisierten Kinder mit hoher Ängstlichkeit nicht signifikant stärker als Kinder mit niedrigen Werten. Es gab jedoch einen Trend dahingehend, dass hoch-ängstliche Kinder eher lineare Generalisierungsgradienten aufweisen (was für mehr Generalisierung spricht), während moderat- und niedrig-ängstliche Kinder eher quadratische Gradienten haben (was für bessere Differenzierung spricht). Zudem konnten die SCRs auf den „sicheren“ Stimulus (CS-) den Ängstlichkeitswert voraussagen (nachdem für Alter, Geschlecht und negative Lebenserfahrung korrigiert wurde). Dies könnte bedeuten, dass eine Beeinträchtigung im Lernen des sicheren Reizes ein Risikofaktor für die Entwicklung einer Angsterkrankung im Jugendalter sein könnte. Allgemein liefern die Ergebnisse erste Hinweise darauf, dass sich frontale Hirnstrukturen je nach Ausprägung der Ängstlichkeit unterschiedlich entwickeln könnten, was sich in unterschiedlicher Diskriminierungsfähigkeit spiegeln könnte. Um dem weiter nachzugehen, wurden im vierten Experiment 40 der Norm entsprechend entwickelte Probanden zwischen 10 und 18 Jahren mit unterschiedlichen hoher Ängstlichkeit mittels fMRT auf Unterschiede in der Furchtkonditionierung und -generalisierung hin untersucht. Außerdem wurden Zusammenhänge mit dem Alter und dem Geschlecht der Probanden untersucht. Die frontale Aktivität zeigte sich unterschiedlich je nach Ängstlichkeit, mit stärkerer linearer Zunahme in der Aktivierung mit Ähnlichkeit zum CS+ während der Generalisierung bei hoch ängstlichen Probanden. Dies lässt auf eine Hyperregulierung bei Jugendlichen im Vergleich zu Erwachsenen schließen, wenn es darum geht, die Schwierigkeiten bezüglich der Differenzierung der dem bedrohlichen Reiz sehr ähnlichen Reize zu kompensieren. Diese Hyperregulierung könnte einen Kompensationsmechanismus der hoch ängstlichen Kinder widerspiegeln, welcher mit zunehmendem Alter verschwindet und bei manifesten Angsterkrankungen zusammenbricht. Außerdem konnten signifikante Entwicklungseffekte gefunden werden: je älter die Probanden waren, desto stärker war deren Aktivierung im Hippocampus und in frontalen Regionen während der Generalisierung mit zunehmender Ähnlichkeit zum CS+. Diese Altersunterschiede könnten die Übergeneralisierung jüngerer Kinder erklären und folglich zur Erklärung beitragen, weshalb Angsterkrankungen häufig ihren Ursprung in frühen Altersstufen haben. Männliche Probanden zeigten außerdem stärkere Aktivierung mit zunehmender Ähnlichkeit zum CS+ im Hippocampus und in frontalen Regionen. Dieses Ergebnis ergänzt die Resultate des zweiten Experiments und passt zur Tatsache, dass die Prävalenzraten für Angsterkrankungen für Frauen höher sind als für Männer. Zusammengenommen legen die Studien nahe, dass es sich lohnt, sich mit Entwicklungsaspekten von Furchtgeneralisierung zu befassen. Ein besseres Verständnis von Mechanismen des Furchterwerbs und besonders von Furchtgeneralisierung könnte dabei helfen, die Entstehungsmechanismen von Angsterkrankungen besser zu verstehen und könnte somit bei der Entwicklung von Präventionsansätzen wichtig sein. Obwohl viele Fragen noch offen sind und einige weitere Untersuchungen anstehen, liefert diese Arbeit erste Ideen für solche Ansätze.

Angststörungen gehören zu den häufigsten psychischen Erkrankungen in Deutschland, dabei könnten Hirnstimulationstechniken unterstützend zu bisherigen Therapieverfahren Anwendung finden. Für die Entstehung und Behandlung von Angststörungen spielen die Prozesse der Konditionierung und Extinktion eine große Rolle, wobei im präfrontalen Kortex eine erhöhte Aktivität gemessen werden kann. 51 gesunde Probanden nahmen an einem Furchtkonditionierungsexperiment mit zwei männlichen Gesichtern als CS+ und CS- sowie einem Schrei als aversiven Stimulus teil. Es wurde untersucht, inwieweit die bilaterale transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS) des dorsolateralen präfrontalen Kortex die Extinktion moduliert. Die Stimulation erfolgte mittels tDCS links-kathodal über Position F3, rechts-anodal über Position F4 für 20 Minuten mit 2 mA und einer Elektrodengröße von 35 cm². Es wurden die Hautleitfähigkeit und der Startle-Reflex als physiologische Parameter der Furcht erfasst sowie Valenz und Arousal für die Stimuli durch subjektive Ratings erhoben. Bei den erfolgreich konditionierten Probanden (n = 28) kam es in der verum-tDCS-Gruppe während der frühen Extinktion zu einer signifikanten Zunahme der Hautleitfähigkeit auf CS-. Möglicherweise wurde durch die tDCS-Stimulation des dorsolateralen präfrontalen Kortex eine Furchtgeneralisierung ausgelöst. Ein anderer Erklärungsansatz für die gefundenen Ergebnisse ist die Modulation von Aufmerksamkeitsprozessen durch die Stimulation. Weitere Forschung ist nötig, bevor eine klinische tDCS-Anwendung bei Patienten mit Angststörungen möglich ist. / Anxiety disorders are among the most common mental illnesses in Germany and brain stimulation techniques could be used to support existing therapies. For the development and treatment of anxiety disorders the processes of conditioning and extinction play a major role, with an increased activity being measured in the prefrontal cortex. 51 healthy volunteers participated in an fear conditioning experiment with two male faces as CS+ and CS- and a scream as an aversive stimulus. The aim of this study was to investigate the effect of bilateral transcranial direct current stimulation (tDCS) of the dorsolateral prefrontal cortex on extinction. Stimulation was performed by tDCS left-cathodal via position F3, right-anodal via position F4 for 20 minutes with 2 mA and an electrode size of 35 cm². Skin conductance response and startle reflex were recorded as physiological parameters of fear, valence and arousal for the stimuli were obtained by subjective ratings. In the successfully conditioned volunteers (n = 28) there was a significant increase in skin conductivity to CS- in the verum-tDCS group during early extinction. It is possible that the tDCS stimulation of the dorsolateral prefrontal cortex triggered a fear generalization. Another possible explanation for the findings is the modulation of attention processes by stimulation. Further research is necessary before a clinical implementation of tDCS in patients with anxiety disorders is possible.