Fear and anxiety are fundamental emotional states that are critical for survival. These states are characterized by a variety of coordinated responses, including behavioral and autonomic changes, that need to be properly integrated. For the past decades, most studies have separated the behavioral and autonomic elements, generating a gap in understanding their integrative nature. In this thesis, a framework analysis is presented that allows for the integration of cardiac, behavioral, and neuronal readouts in freely moving mice during different emotional states. Furthermore, a growing body of evidence demonstrates that a vital component of these states is the physiological report of bodily states, or interoception, which allows for quick adaptation to changing situations. A set of distinctive interoceptive pathways has been described from the periphery to the brainstem; however, the circuits that process and integrate cardiac interoceptive signals in higher orders are poorly understood. The midbrain periaqueductal gray (PAG) is a region crucially involved in defensive states through its modulation of both, cardiac and behavioral components. Preliminary studies demonstrate an anatomical connection between the major cardiac interoception brainstem area, the nucleus of the solitary tract, and the PAG; however, the functional characterization and the specific neuronal substrates responsible for interoception in this area have not been described. An interesting particularity of the PAG is that the ventro-lateral subcolumn is the highest order of the neuraxis where inhibitory neurons that express the glycine can be found. In the lower brainstem and spinal cord, glycinergic inhibitory neurons have demonstrated a role in processing sensory and autonomic signals from the periphery, raising the question of whether the PAG glycinergic neurons could be involved in integrating cardiac interoceptive signals as part of a defensive state. In this thesis, using virally mediated trans-synaptic retrograde tracing, I showed that glycinergic PAG neurons receive inputs from cardiac regulatory areas in the brainstem and project massively to forebrain and midbrain regions. By employing advanced techniques such as deep brain calcium imaging with a miniaturized microscope and optogenetics, this study provides compelling evidence for the involvement of glycinergic PAG neurons in controlling heart rate and maintaining cardiac macrostate dynamics within physiological levels. The results of the optogenetic manipulation further revealed that a change in the heart rate macrostate caused by the glycinergic PAG neurons leads to anxiety-like behaviors, providing further evidence for the role of these neurons in regulating defensive states. Overall, by unraveling the neural circuitry underlying interoception in the PAG, our study paves the way to better understand fear and anxiety disorders. / Furcht und Angst sind grundlegende emotionale Zustände, die für das Überleben entscheidend sind. Diese Zustände sind durch eine Vielzahl von koordinierten Reaktionen gekennzeichnet, darunter auch Verhaltensänderungen und autonome Veränderungen, die richtig integriert werden müssen. In den letzten Jahrzehnten haben die meisten Studien die verhaltensbezogenen und autonomen Elemente getrennt, was zu einer Lücke im Verständnis ihrer integrativen Natur führte. In dieser Arbeit wird eine Rahmenanalyse vorgestellt, die die Integration von kardialen, verhaltensbezogenen und neuronalen Messwerten bei sich frei bewegenden Mäusen während verschiedener emotionaler Zustände ermöglicht. Darüber hinaus gibt es immer mehr Belege dafür, dass eine wichtige Komponente dieser Zustände die physiologische Rückmeldung von Körperzuständen an das Gehirn, die sog. Interozeption ist, die eine schnelle Anpassung an sich ändernde Situationen ermöglicht. Es wurde eine Reihe von ausgeprägten interozeptiven Bahnen von der Peripherie bis zum Hirnstamm beschrieben. Jedoch sind die Schaltkreise, die kardiale interozeptive Signale in höherer Ordnung verarbeiten und integrieren, kaum bekannt. Das periaquäduktale Grau des Mittelhirns (PAG) ist eine Region, die sich entscheidend an Verteidigungszuständen beteiligt ist und deren Modulation sowohl kardiale als auch verhaltensbezogene Signale beeinflusst. Vorläufige Studien zeigen eine anatomische Verbindung zwischen dem wichtigsten kardialen Interozeptionsbereich des Hirnstamms, dem Nucleus tractus solitarius, und dem PAG; die funktionelle Charakterisierung und die spezifischen neuronalen Substrate, die für die Interozeption in diesem Bereich verantwortlich sind, sind bislang jedoch nicht beschrieben worden. Eine interessante Besonderheit des PAG ist, dass die ventro-laterale Subkolumne die höchste Ordnung der Hirnachse mit hemmenden glyzinergen Zellkörpern aufweist. Im Hirnstamm und im Rückenmark haben diese hemmenden Neuronen eine Rolle bei der Verarbeitung sensorischer und autonomer Signale aus der Peripherie gezeigt, was die Frage aufwirft, ob die glyzinergen Neuronen des PAG an der Integration kardialer interozeptiver Signale als Teil eines Verteidigungszustandes beteiligt sein könnten. In dieser Arbeit habe ich mit Hilfe von viral vermitteltem trans-synaptischem retrograden Tracing gezeigt, dass glyzinerge PAG-Neuronen Inputs von kardialen Regulationsbereichen im Hirnstamm erhalten und massiv in Vorder- und Mittelhirnregionen projizieren. Durch den Einsatz fortschrittlicher Techniken, wie z. B. Tiefenhirn- Kalziumbildgebung mit einem miniaturisierten Mikroskop und Optogenetik, liefert diese Studie überzeugende Beweise für die Beteiligung glyzinerger PAG-Neuronen an der Kontrolle der Herzfrequenz und der Aufrechterhaltung der kardialen Makrostate-Dynamik innerhalb physiologischer Grenzen. Die Ergebnisse der optogenetischen Manipulationen zeigten außerdem, dass eine durch die glyzinergen PAG-Neuronen verursachte Veränderung des Makrostates der Herzfrequenz zu angstähnlichem Verhalten führt, was einen weiteren Beweis für die Rolle dieser Neuronen bei Furcht und Angst darstellt. Insgesamt ebnet unsere Studie durch die Entschlüsselung der neuronalen Schaltkreise, die der Interozeption im PAG zugrunde liegen, den Weg zu einem besseren Verständnis von Angst und Angststörungen.

Hintergrund: Depressionen zählen zu den häufigsten psychischen Erkrankungen. Depressive Symptome umfassen beeinträchtigte kognitive Funktionen, vegetative Beschwerden und ein verändertes emotionales Erleben. Die defizitäre Wahrnehmung interner körperlicher Signale wird sowohl mit der Pathogenese der Depression als auch mit Angststörungen in Verbindung gebracht. Interozeptive Genauigkeit (IAc) beschreibt dabei die Fähigkeit, körperliche Empfindungen wie den eigenen Herzschlag akkurat wahrzunehmen und wird mit einer Herzwahrnehmungsaufgabe erfasst. In bildgebenden Verfahren wie der funktionellen Magnetresonanztomografie (fMRT) war eine niedrigere IAc mit einer verringerten Inselaktivität assoziiert. Während der Ruhezustandsmessung des Gehirns (resting-state fMRT) kann in Abwesenheit einer Aufgabe die intrinsische Aktivität des Gehirns gemessen werden. Dies ermöglicht die Identifizierung von kortikalen Netzwerken. Depressive Patienten weisen eine veränderte funktionelle Konnektivität innerhalb und zwischen einzelnen Netzwerken wie dem Salience Network (SN), welchem die Insel zugerechnet wird, und dem Default Mode Network (DMN) auf. Bisherige Studien, in denen überwiegend jüngere depressive Patienten untersucht wurden, kamen jedoch hinsichtlich der IAc und den kortikalen Netzwerken zu inkonsistenten Ergebnissen. Insbesondere ist unklar, inwieweit sich die IAc nach einem Therapieansprechen verändert, von der Herzratenvariabilität (HRV) moduliert wird und welche Auswirkungen dies auf die funktionelle Konnektivität kortikaler Netzwerke hat. Ziele: Eine veränderte IAc und HRV wie auch funktionelle Konnektivitätsunterschiede im DMN und SN könnten Biomarker der Depression darstellen. Im Rahmen einer Längsschnittuntersuchung wurde getestet, ob ältere depressive Patienten über eine verringerte IAc, eine geringere HRV und über eine veränderte funktionelle Konnektivität im SN sowie DMN verfügen. Darüber hinaus sollte erforscht werden, in welchem Ausmaß sich Patienten, die auf die Behandlung ansprachen (Responder), von sogenannten Non-Respondern in Bezug auf die IAc, die HRV, das SN und das DMN unterschieden. Methoden: In Studie 1 (Baseline) wurden 30 größtenteils medizierte, schwer depressive Patienten (> 50 Jahre) und 30 gesunde Kontrollprobanden untersucht. Die IAc wurde in einer Herzwahrnehmungsaufgabe ermittelt und die HRV bestimmt. Zusätzlich wurde eine resting-state fMRT durchgeführt. Eine funktionelle Konnektivitätsanalyse für Saatregionen im SN und DMN wurde mit einem saatbasierten Ansatz (seed-to-voxel) durchgeführt. Für eine Subgruppenanalyse wurde die Patientengruppe in ängstlich-depressive und nicht-ängstlich depressive Patienten unterteilt. In Studie 2 (sechs Monate Follow-up) wurde die Studienkohorte nochmals untersucht. Es nahmen 21 Personen der Patientengruppe und 28 Probanden der Kontrollgruppe teil. Wiederum wurden die IAc und die HRV bestimmt. Außerdem fand eine resting-state fMRT-Messung statt. Die Patientengruppe wurde unterteilt in depressive Responder und Non-Responder. Ergebnisse: In Studie 1 zeigten depressive Patienten eine funktionelle Hypokonnektivität zwischen einzelnen Saatregionen der Insel (SN) und Teilen des superioren frontalen Gyrus, des supplementärmotorischen Cortex, des lateralen okzipitalen Cortex sowie des Okzipitalpols. Zudem wiesen depressive Patienten zwischen der Saatregion im anterioren Teil des DMN und der Insel sowie dem Operculum eine erhöhte funktionelle Konnektivität auf. Die Gruppen unterschieden sich nicht in der IAc und der HRV. Ängstlich-depressive Patienten zeigten eine höhere funktionelle Konnektivität innerhalb der Insel als nicht-ängstlich depressive Patienten, jedoch zeigten sich keine Unterschiede in der IAc und der HRV. In Studie 2 wiesen depressive Non-Responder im Vergleich zu Respondern eine Hyperkonnektivität zwischen dem posterioren DMN und dem Frontalpol sowie zwischen dem posterioren DMN und temporalen Arealen im SN auf. Keine funktionellen Konnektivitätsunterschiede zeigten sich für die Saatregionen im SN. Depressive Responder, Non-Responder und die Kontrollprobanden unterschieden sich in ihrer IAc und HRV nicht. Schlussfolgerungen: Die Ergebnisse der Studien unterstreichen, dass bei depressiven Patienten, Respondern und Non-Respondern Unterschiede in der intrinsischen Gehirnaktivität funktioneller Netzwerke bestehen, jedoch nicht in der akkuraten Wahrnehmung des eigenen Herzschlages und der HRV. Therapeutische Interventionen, die auf eine Verbesserung der IAc abzielen, könnten insbesondere für Non-Responder dennoch eine zusätzliche Behandlungsmöglichkeit darstellen. Für eine personalisierte Medizin könnte die weitere Erforschung von kortikalen Netzwerken einen wesentlichen Beitrag leisten, um ein individuelles Therapieansprechen zu prädizieren. / Background: Major depressive disorder (MDD) is among the most prevalent psychiatric disorders. Symptoms include impaired cognitive functions, vegetative complaints, and altered emotional experience. The deficient perception of internal body signals is associated with the pathogenesis of depression and anxiety disorders. Interoceptive accuracy (IAc) refers to the ability to accurately perceive bodily sensations (e.g., own heartbeat) and is assessed via a heartbeat perception task. In neuroimaging studies using functional magnetic resonance imaging (fMRI) lower IAc was associated with reduced insula activity. Resting-state fMRI allows to measure intrinsic brain activity without performing a task. This enables the identification of cortical networks. Patients with depression exhibit altered functional connectivity within and between various networks: the salience network (SN), which comprises the insula, and the default mode network (DMN). Previous studies investigating IAc and cortical networks in predominantly younger patients with depression yielded inconsistent results. In particular it remains unclear to what extent IAc alters after treatment response and how it is modulated by heart rate variability (HRV). The impact of changed IAc on the functional connectivity of cortical networks is insufficiently understood. Objectives: Altered IAc and HRV as well as functional connectivity differences in DMN and SN could serve as biomarkers of MDD. In a longitudinal study it was investigated, whether middle-aged and older patients with depression exhibit lower IAc, reduced HRV, and altered functional connectivity in SN and DMN. Furthermore, differences between depressed responders and non-responders with regard to IAc, HRV, SN, and DMN were investigated. Methods: In Study 1 (baseline) 30 mostly medicated patients with depression (> 50 years) and 30 healthy controls were examined. IAc was measured by the heartbeat perception task and HRV was assessed. Additionally, all participants underwent resting-state fMRI. Seed-to-voxel resting-state functional connectivity analysis with seeds in the SN and the DMN was conducted. The patient group was divided into anxious and non-anxious depressed patients for a subgroup analysis. In Study 2 (six-month follow-up) participants were invited again. 21 persons from the former patient group and 28 healthy controls participated. IAc was measured, HRV assessed, and resting-state fMRI acquired. The former depressed patient group was split into responders and non-responders. Results: In Study 1 patients with depression showed functional hypoconnectivity between several seeds in the insula (SN) and parts of the superior frontal gyrus, the supplementary motor cortex, the lateral occipital cortex, and the occipital pole. Patients with depression exhibited higher functional connectivity between the seed region in the anterior DMN and the insula together with the operculum. Groups did not differ with regard to IAc and HRV. Patients with anxious depression showed higher functional connectivity within the insula than patients with non-anxious depression without alterations in IAc and HRV. In Study 2 non-responders exhibited hyperconnectivity between the posterior DMN and the frontal pole as well as between the posterior DMN and temporal areas in the SN compared to responders. No functional connectivity differences were found for seed regions in the SN. There were no group differences between responders, non-responders, and healthy controls with regard to IAc and HRV. Conclusions: The findings underscore differences in intrinsic functional connectivity between patients with depression, responders, and non-responders. However, patients with depression showed normal IAc and HRV. Yet, therapeutical interventions enhancing IAc could be a useful additional treatment option especially for non-responders. In terms of personal medicine, further research of functional connectivity of cortical networks might contribute to a prediction of treatment response.

This thesis examines the relationship between an individual's sense of embodiment towards an avatar and the processing and awareness of internal body signals (body awareness) in virtual reality (VR) in the context of mind-body interventions. To do so, I present a systematic literature review, a user experience evaluation of an avatar embodiment system, and a series of five experiments that systematically assess the effects of discrepancy between the user's corporeal body and their avatar. The systematic literature review gives insights into the current landscape of VR mind-body interventions and combines them with a framework for designing and evaluating VR-based intervention modules. This framework forms the basis for the design of my empirical work. The user experience evaluation study presents the technical basis of my research. It maps the general processes for creating photorealistic personalized avatars. Further, it presents an embodiment system to control and animate these avatars in VR and a general experimental procedure before and within VR, ensuring a positive experience. The first two experiments on the sense of embodiment towards an avatar and body awareness examine the relationship between the two variables and the effect of VR in a close-to-reality scenario on both of them. The other three experiments examine the effects of discrepancy between the user's corporeal body and their avatar. They target non-similar avatar appearance, mid-experience perspective changes, avatar visibility, and virtual out-of-body experiences. The empirical studies of my thesis revealed some key findings: 1. Users experienced a reduced sense of embodiment towards their avatar compared to their corporeal body. 2. Embodying an avatar was accompanied by a reduced body awareness. 3. The sense of embodiment was positively related to body awareness on several dimensions. Some of these served as mediators between the effects of VR and avatar discrepancy on body awareness. 4. However, increasing the discrepancy between the avatar and the user's corporeal body did not necessarily have a negative effect on body awareness. Rather, embodying non-personalized avatars and/or changing into an outside perspective increased body awareness compared to embodying a personalized avatar from a first-person perspective. The presented research provides insight into the interplay of avatar presentation, sense of embodiment, and body awareness in the context of VR mind-body interventions. From the results, I draw conclusions about the application in therapeutic and non-therapeutic settings. I discuss these results in the context of psychological embodiment research and the role of the body in mental health. Finally, I present a set of outlines for future work towards integrating body awareness in virtual mind-body interventions. / Diese Arbeit untersucht die Beziehung zwischen dem Gefühl, einen Avatar zu verkörpern (Gefühl der Verkörperung) und der Verarbeitung und Wahrnehmung von internen Körpersignalen (Körperaufmerksamkeit) in einer virtuellen Realität (VR) im Kontext körperpsychotherapeutischer Interventionen. Hierfür wurde eine systematische Literaturübersicht, eine Studie zur Evaluation der Nutzungserfahrung eines Avatar-Verkörperungssystems, sowie eine Reihe von fünf Experimenten durchgeführt, die systematisch die Effekte von Diskrepanz zwischen dem leiblichen Körper der Benutzer:innen und ihrem jeweiligen Avatar untersuchen. Die systematische Literaturübersicht gibt Einblicke in die aktuelle Landschaft der VR-basierten körperpsychotherapeutischen Interventionen und kombiniert sie mit einem Framework für deren Gestaltung und Bewertung. Dieser Rahmen bildet die Grundlage für das Vorgehen in den empirischen Studien. Die Studie zur Evaluation der Nutzungserfahrung stellt die technische Grundlage meiner Forschung vor. Sie bildet einen Prozess zur Erstellung fotorealistischer, personalisierter Avatare ab, welcher in den späteren Studien wieder aufgegriffen wird. Darüber hinaus wird ein Verkörperungs-System zur Steuerung und Animation dieser Avatare in VR sowie ein allgemeiner Versuchsablauf vor und in VR vorgestellt, der ein positives Nutzungserlebnis gewährleistet. Die ersten beiden Experimente zum Gefühl der Verkörperung und zur Körperaufmerksamkeit untersuchen die Beziehung zwischen diesen und die Auswirkungen von VR in einem realitätsnahen Szenario. Die anderen drei Experimente vergrößern die Diskrepanz zwischen dem Körper der Nutzer:innen und ihren Avataren. Sie befassen sich mit Abweichungen im Aussehen der Avatare, mit Perspektivenwechseln während eines VR-Erlebnisses, der Sichtbarkeit der Avatare und mit virtuellen außerkörperlichen Erfahrungen. Die empirischen Untersuchungen im Rahmen dieser Dissertation lieferten einige Erkenntnisse: 1. Nutzer:innen empfanden ein geringeres Gefühl der Verkörperung gegenüber ihrem Avatar als gegenüber ihrem leiblichen Körper. 2. Die Verkörperung eines Avatars reduzierte die Körperaufmerksamkeit der Nutzer:innen. 3. Das Gefühl der Verkörperung war in mehreren Dimensionen positiv mit der Körperaufmerksamkeit verbunden. Einige davon dienten als Mediatoren für die Auswirkungen von VR und Avatar-Diskrepanz auf die Körperaufmerksamkeit. 4. Eine größere Diskrepanz zwischen dem Avatar und dem leiblichen Körper wirkte sich jedoch nicht unbedingt negativ auf die Körperaufmerksamkeit aus. Die Verkörperung eines nicht-personalisierten Avatars und/oder der Wechsel in eine Außenperspektive steigerte die Körperaufmerksamkeit im Vergleich zur Verkörperung eines personalisierten Avatars aus der Ich-Perspektive. Die vorgestellte Forschung gibt Einblicke in das Zusammenspiel von Avatar-Präsentation, Gefühl der Verkörperung und Körperaufmerksamkeit im Kontext von VR-basierten körperpsychotherapeutischen Interventionen. Aus den Ergebnissen lassen sich Schlussfolgerungen für die Anwendung in therapeutischen und nicht-therapeutischen Szenarien ableiten. Diese Ergebnisse werden im Kontext der psychologischen Verkörperungs-Forschung und der Rolle des Körpers in der psychischen Gesundheit diskutiert. Abschließend werden eine Reihe von Skizzen für zukünftige Arbeiten zur Integration von Körperaufmerksamkeit in virtuelle körperspychotherapeutische Interventionen präsentiert.

In der vorliegenden Studie wurde die Hypothese geprüft, daß Asthmatiker die Aufmerksamkeit von eigenen Körperprozessen ablenken und eine Ungenauigkeit bei der Interozeption relevanter Atemwegsobstruktionen aufweisen. Weiterhin prüften wir die Frage, inwieweit die postulierte Aufmerksamkeitsabwendung generalisiert ist und sich auch auf die nicht atemwegsbezogene Symptomwahrnehmung und die private Selbstaufmerksamkeit bezieht. Die Interozeptionsgenauigkeit wurde als Diskrepanz zwischen subjektivem Urteil und objektiver Atemfunktion bei spirometrischen Messungen berechnet, die anderen Variablen mittels Fragebögen operationalisiert. Es wurden insgesamt 91 Patienten einer Rehabilitationseinrichtung untersucht: 30 Asthmatiker, 30 Patienten mit chronisch obstruktiver Bronchitis (COB) und 31 Kontrollpatienten ohne Atemwegserkrankung. Die Ergebnisse deuten auf eine spezifisch atemwegsbezogene Aufmerksamkeitsablenkung sowie eine Überschätzung von Obstruktionen bei Asthmatikern hin. Überraschend zeigen auch die COB-Patienten auffällige Ergebnismuster in Richtung einer Unterschätzung von Obstruktionen sowie verminderter Selbstaufmerksamkeit. Die Ergebnisse lassen sich im Rahmen verhaltensmedizinischer Überlegungen interpretieren. / The hypothesis that asthmatic patients draw their attention away from bodily processes and show inaccurate interoception with regard to relevant airway obstructions was tested in this study. Additionally, we examined whether this postulated withdrawal of attention can also be generalized for the perception of non-airway related symptoms as well as for private self-consciousness. Accuracy of interoception was measured as the discrepancy between subjective judgement of obstruction and objective obstruction as shown in spirometric tests. Other variables were operationalized by self-reports. Ninetyone patients in a rehabilitation hospital were tested: 30 asthmatic patients, 30 patients with chronic obstructive bronchitis (COB), and 31 control subjects without any airway disease. Asthmatic patients showed attention withdrawal only with regard to bronchial airways. However, they also indicated an overestimation of airway obstruction. Surprisingly, deviant results were also found for the COB patients including underestimation of obstructions and lower self awareness. All results were interpreted from the perspective of behavioral medicine. / Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.

In der vorliegenden Studie wurde die Hypothese geprüft, daß Asthmatiker die Aufmerksamkeit von eigenen Körperprozessen ablenken und eine Ungenauigkeit bei der Interozeption relevanter Atemwegsobstruktionen aufweisen. Weiterhin prüften wir die Frage, inwieweit die postulierte Aufmerksamkeitsabwendung generalisiert ist und sich auch auf die nicht atemwegsbezogene Symptomwahrnehmung und die private Selbstaufmerksamkeit bezieht. Die Interozeptionsgenauigkeit wurde als Diskrepanz zwischen subjektivem Urteil und objektiver Atemfunktion bei spirometrischen Messungen berechnet, die anderen Variablen mittels Fragebögen operationalisiert. Es wurden insgesamt 91 Patienten einer Rehabilitationseinrichtung untersucht: 30 Asthmatiker, 30 Patienten mit chronisch obstruktiver Bronchitis (COB) und 31 Kontrollpatienten ohne Atemwegserkrankung. Die Ergebnisse deuten auf eine spezifisch atemwegsbezogene Aufmerksamkeitsablenkung sowie eine Überschätzung von Obstruktionen bei Asthmatikern hin. Überraschend zeigen auch die COB-Patienten auffällige Ergebnismuster in Richtung einer Unterschätzung von Obstruktionen sowie verminderter Selbstaufmerksamkeit. Die Ergebnisse lassen sich im Rahmen verhaltensmedizinischer Überlegungen interpretieren. / The hypothesis that asthmatic patients draw their attention away from bodily processes and show inaccurate interoception with regard to relevant airway obstructions was tested in this study. Additionally, we examined whether this postulated withdrawal of attention can also be generalized for the perception of non-airway related symptoms as well as for private self-consciousness. Accuracy of interoception was measured as the discrepancy between subjective judgement of obstruction and objective obstruction as shown in spirometric tests. Other variables were operationalized by self-reports. Ninetyone patients in a rehabilitation hospital were tested: 30 asthmatic patients, 30 patients with chronic obstructive bronchitis (COB), and 31 control subjects without any airway disease. Asthmatic patients showed attention withdrawal only with regard to bronchial airways. However, they also indicated an overestimation of airway obstruction. Surprisingly, deviant results were also found for the COB patients including underestimation of obstructions and lower self awareness. All results were interpreted from the perspective of behavioral medicine. / Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.

In dieser Dissertation untersuche ich das Zusammenspiel mentaler und körperlicher Prozesse, insbesondere den Einfluss von kontemplativem Mentaltraining (KMT) auf Interozeption (innerliches Spüren des Körpers) und physiologische Regulation. In einer großangelegten Trainingsstudie (n = 332, Trainingsdauer 3-9 Monate), der ReSource-Studie, zeige ich, dass KMT die interozeptive Genauigkeit in den Trainingskohorten erhöht, nicht jedoch in einer Retest-Kontrollgruppe. Die Steigerungen in interozeptiver Genauigkeit gehen mit Veränderungen im emotionalen Gewahrsein einher und sagen diese voraus. Im Einklang mit diesen Befunden berichten die Studienteilnehmenden von positiven Veränderungen in verschiedenen Dimensionen des Körpergewahrseins. Diese betreffen vor allem die Fähigkeit, Aufmerksamkeit auf Körperempfindungen aufrechtzuerhalten sowie deren Gebrauch zur Emotionserkennung und -regulation. Ich beschreibe eine neuentwickelte Biofeedback-Aufgabe, welche die Fähigkeit misst, willentlich die hochfrequente Herzratenvariabilität (HF-HRV) hochzuregulieren, wodurch die willentliche parasympathische Kontrollfähigkeit (WPK) indiziert wird. Ich zeige, dass individuelle Unterschiede in WPK mit dem Oxytocin-Rezeptorgen-Polymorphismus rs53576 zusammenhängen und mit individuellen Unterschieden im altruistisch motivierten Verhalten korrelieren. WPK wird durch KMT verbessert, wobei diese Verbesserungen durch den rs53576 Genotyp moduliert werden. In einer weiteren Untersuchung zeige ich, dass retrospektive, subjektive Berichte über eine emotional erregende Erfahrung teilweise die objektiv gemessene körperliche Erregung widerspiegeln. Das Ausmaß dieser körperlich-mentalen Kohärenz ist abhängig von der interozeptiven Genauigkeit. Zusammengenommen vertiefen diese Studien unser Verständnis des Zusammenspiels von physiologischen und mentalen Prozessen und zeigen wie KMT das innerliche Spüren des Körpers und die willentliche physiologische Regulation verbessert. / In this dissertation, I investigate interactions between mental and bodily processes, specifically by studying the influence of contemplative mental training (CMT) on interoception (inner body sensing) and physiological regulation. In a large-scale mental training study (n = 332, training durations 3–9 months), the ReSource Project, I find that CMT increases interoceptive accuracy in the training cohorts, but not in a retest control cohort. These increases in interoceptive accuracy co-occur with and predict improvements in emotional awareness. In line with these objective data on interoception, participants self-report training-related benefits on multiple dimensions of body awareness. The strongest changes occur in the ability to sustain attention to body sensations and the use of this ability to identify and regulate emotions. I also introduce a novel biofeedback task that measures the ability to voluntarily upregulate high frequency heart rate variability (HF-HRV), indicative of voluntary parasympathetic control. Cross-sectional data of the ReSource Project show that individual differences in voluntary parasympathetic control are related to the oxytocin receptor gene rs53576 polymorphism and correlate to individual differences in altruistically motivated behavior. Furthermore, CMT improves various aspects of voluntary HF-HRV regulation, with modulation of these improvements by rs53576 genotype. An additional investigation in cross-sectional data shows that subjective retrospective reports of an emotionally arousing experience partially mirror the objectively measured bodily arousal during the actual experience. Individual differences in this mind–body coherence are related to individual differences in interoceptive accuracy. Together, these studies highlight the tight interplay between physiological and mental processes and show how CMT improves inner body sensing and voluntary physiological regulation.