Greifswald, Universiẗat, Diss., 2003.

Konstanz, Univ., Diplomarb., 1999.

University, Diss., 2004--Jena.

In der vorliegenden Arbeit wurde die Wirksamkeit einer Expositionstherapie in virtueller Realität bei Zahnbehandlungsphobikern untersucht. Über eine Vorher- und Nachher-Analyse sollte herausgefunden werden, inwieweit die Angst vor phobischen Stimuli reduziert werden kann. Die Untersuchungen dieser Studie stützten sich auf zwei empirische EEG-Studien von Kenntner-Mabiala & Pauli (2005, 2008), die evaluierten, dass Emotionen, die Schmerzwahrnehmung und die Toleranz der Schmerzschwelle modulieren können. Zudem konnte in einer EEG-Studie von Leutgeb et al. (2011) gezeigt werden, dass Zahnbehandlungsphobiker eine Erhöhung der EKPs auf phobisches Stimulusmaterial aufwiesen. Die Frage nach dem Einfluss von emotionalen und phobischen Bildern auf die neuronale Verarbeitung sollte hier untersucht werden. Außerdem sollte herausgefunden werden welche Auswirkung emotionale und phobische Geräusche auf die Schmerzverarbeitung vor und nach der Therapie haben. Die Probanden wurden an drei aufeinanderfolgenden Terminen untersucht. Der erste Termin beinhaltete die Diagnostik zur Zahnbehandlungsphobie und den experimentellen Teil, der sich in drei Teile pro Termin gliederte. Der erste Teil enthielt die Aufzeichnung des EEG unter Schmerzreizapplikation im Kontext emotionaler Geräusche (neutral, negativ, positiv & zahn) und das Bewerten dieser Schmerzreize bezüglich der Intensität und der Unangenehmheit des Schmerzes. Der zweite Teil enthielt Ratings zu Valenz und Arousal bezüglich dieser emotionalen Geräuschkategorien. Der dritte Teil enthielt die Aufzeichnung des EEG und das Rating zu Valenz und Arousal bezüglich emotionaler Bildkategorien (neutral, negativ, zahn). Am zweiten Termin folgte die Expositionstherapie unter psychologischer Betreuung. Der dritte Termin diente zur Erfolgsmessung und verlief wie Termin eins. Als Erfolgsmaße der Therapie dienten Selbstbeurteilungsfragebögen, Valenz- und Arousal-Ratings des Stimulusmaterials, Schmerzratings und die durch das EEG aufgezeichneten visuell Ereigniskorrelierten- und Somatosensorisch-Evozierten-Potentialen. Die Ergebnisse zeigten, dass Geräusche mit unterschiedlichen emotionalen Kategorien zu eindeutig unterschiedlichen Valenz- und Arousalempfindungen bei Zahnbehandlungsphobikern führen. Die Studie konnte bestätigen, dass phobische Geräuschstimuli einen Einfluss auf die erhöhte Erregung bei Zahnbehandlungsphobikern haben, die nach der Intervention als weniger furchterregend empfunden werden. Zudem konnte erwiesen werden, dass Personen mit Zahnbehandlungsphobie durch das Hören phobischer Zahnbehandlungsgeräusche eine stärkere Schmerzempfindung aufwiesen als durch positive, neutrale und negative Geräusche. Die Ergebnisse der Somatosensorisch-Evozierten-Potenziale (N150, P260) im Vergleich der Vorher und Nachher-Analyse zeigten tendenzielle Modulationen, die jedoch nicht signifikant waren. Im Vergleich zur Prä-Messung nahm die N150 Amplitude in der Post-Messung für die schmerzhaften Stimuli während der phobischen und negativen Geräusche ab. Außerdem wurden in dieser Studie parallel zum Geräuschparadigma weitere Sinnesmodalitäten mit phobie-relevanten Reizen anhand von Bildern getestet. Parallel zu den Ergebnissen der Studie von Leutgeb et al. (2011) fanden wir eine verstärkte elektrokortikale Verarbeitung im Late-Positive-Potential (LPP) auf phobische Bilder bei Zahnbehandlungsphobikern. Die Erwartung, dass die verstärkte elektrokortikale Verarbeitung des LPPs auf phobische Bilder bei Zahnbehandlungsphobikern durch Intervention reduziert werden kann, konnte nicht belegt werden. Rein deskriptiv gehen die Ergebnisse aber in diese Richtung. Auch das Verhalten änderte sich durch die Teilnahme an der Studie. Die Probanden gaben an, dass sich ihre Zahnbehandlungsangst nach der Expositionstherapie signifikant verringert hat. Das telefonische Follow-Up 6 Monate nach der Post-Messung zeigte, dass sich einige Probanden nach mehreren Jahren wieder in zahnärztliche Behandlung begeben haben. Insgesamt kann diese Studie zeigen, dass Zahnbehandlungsphobie durch psychologische Intervention reduziert werden kann und auch die Angst vor phobischem Stimulusmaterial durch eine wiederholte Reizkonfrontation abnimmt. Jedoch konnte auf elektrokortikaler Ebene keine Modulation der Schmerzempfindung über emotionale Geräusche festgestellt werden. / The current study investigated the effectiveness of virtual reality exposure therapy for dental phobics. Using a pre-post comparison, the study determined the extent of fear reduction on a physiological and subjective level. This research is based on two empirical EEG studies by Kenntner-Mabiala & Pauli (2005, 2008), which determined somatosensory evoked potentials (SEPs) and subjective pain processing modulated by emotional pictures. Furthermore, an EEG study by Leutgeb et al. (2011) demonstrated that dental phobics showed increased ERPs in response to phobic compared to non-phobic emotional stimuli. We investigated the impact of emotional and phobic sounds on pain processing before and after the therapy. In addition, the influence of emotional and phobic pictures on neural processing was examined. The study contained three experimental sessions within two weeks. The first session included the diagnosis of dental phobia and an experimental part. First, EEG was recorded when moderately painful electric stimuli were administered in the context of emotional sounds (neutral, negative, positive, sound of dental treatment). Pain intensity and unpleasantness were assessed directly after each trial. Next, the emotional sounds were presented a second time and rated with respect to valence and arousal. The second session consisted of the exposure therapy and psychological counselling. The experimental procedure in the third session was the same as in session one in order to measure therapeutic success. Self-assessment surveys, valence and arousal ratings of the stimuli, pain ratings and the event-related visual and somatosensory evoked potentials were used to measure the success of the treatment. The results showed that sounds in various emotional categories lead to a clear valence and arousal sensitivity among dental phobics. The study confirmed that phobic sound stimuli have an impact on increased agitation among dental phobics, and they reacted with less fear after the treatment. Results also demonstrated that dental phobics are more sensitive to pain when they are exposed to phobia-related rather than positive, neutral or negative sounds. The SEP results (N150, P260) in the pre-post comparison did not show any sound modulation. Compared to the SEP amplitudes in the first session, the signal increased in the third session independent of the sounds. Presumably, in the first session attention was directed towards the highly emotional sounds. In contrast, in the third session when the sounds were well known participants directed their attention to the painful electric stimulus, which resulted in increased P260 amplitudes. In line with the results by Leutgeb et al. (2011), we found increased electrocortical activity in the late positive potential (LPP) in response to phobia-related pictures among dental phobics. The subjects behaviour also changed as a result of their participation in the study. They indicated that their fear of dental treatment decreased significantly following the exposure therapy. Six months after the post-measurement the telephone follow-up showed that some subjects were finally able to resume dental treatment after several years. Overall, this study shows that dental phobia can be reduced by psychological intervention and that even fear of phobic stimuli decreases following repeated confrontation with the stimuli. However, no electrocortical modulation of pain perception by emotional sounds could be detected.

Neuroimaging research has highlighted the relevance of well-balanced functional brain interactions as an essential basis for efficient emotion regulation. In contrast, abnormal coupling of fear-processing regions such as the amygdala, the anterior cingulate cortex (ACC) and the insula could be an important feature of anxiety disorders. Although activity alterations of these regions have been frequently reported in specific phobia, little is known about their functional interactions during phobogenic stimulus processing. To explore these interrelationships in two subtypes of specific phobia – i.e., the blood-injection-injury subtype and the animal subtype – functional connectivity (FC) was analyzed in three fMRI studies. Two studies examined fear processing in a dental phobia group (DP), a snake phobia group (SP) and a healthy control group (HC) during visual phobogenic stimuli presentation while a third study investigated differences between auditory and visual stimuli presentation in DP and HC. Due to a priori hypotheses of impaired interactions between the amygdala, the ACC and the insula, a first analysis was conducted to explore the FC within these three regions of interest. Based on emerging evidence of functionally diverse subregions, the ACC was further divided into a subgenual, pregenual and dorsal ACC and the insula was divided into a ventral-anterior, dorsal-anterior and posterior region. Additionally, an exploratory seed-to-voxel analysis using the amygdala, ACC and insula as seeds was conducted to scan for connectivity patterns across the whole brain. The analyses revealed a negative connectivity of the ACC and the amygdala during phobogenic stimulus processing in controls. This connectivity was predominantly driven by the affective ACC subdivision. By contrast, SP was characterized by an increased mean FC between the examined regions. Interestingly, this phenomenon was specific for auditory, but not visual symptom provocation in DP. During visual stimulus presentation, however, DP exhibited further FC alterations of the ACC and the insula with pre- and orbitofrontal regions. These findings mark the importance of balanced interactions between fear-processing regions in specific phobia, particularly of the inhibitory connectivity between the ACC and the amygdala. Theoretically, this is assumed to reflect top-down inhibition by the ACC during emotion regulation. The findings support the suggestion that SP particularly is characterized by excitatory, or missing inhibitory, (para-) limbic connectivity, reflecting an overshooting fear response based on evolutionary conserved autonomic bottom-up pathways. Some of these characteristics applied to DP as well but only under the auditory stimulation, pointing to stimulus dependency. DP was further marked by altered pre- and orbitofrontal coupling with the ACC and the insula which might represent disturbances of superordinate cognitive control on basal emotion processes. These observations strengthen the assumption that DP is predominantly based on evaluation-based fear responses. In conclusion, the connectivity patterns found may depict an intermediate phenotype that possibly confers risks for inappropriate phobic fear responses. The findings presented could also be of clinical interest. Particularly the ACC – amygdala circuit may be used as a predictive biomarker for treatment response or as a promising target for neuroscience-focused augmentation strategies as neurofeedback or repetitive transcranial magnetic stimulation. / Neurowissenschaftliche Erkenntnisse der letzten Jahre verdeutlichten die Relevanz intakter neuronaler Netzwerke als Grundlage adäquater Emotionsregulationsmechanismen. Funktionelle Dysregulationen zwischen angstverarbeitenden Regionen wie der Amygdala, der Insula oder dem anterioren cingulären Cortex (ACC) könnten hingegen einen wichtigen pathophysiologischen Mechanismus von Angststörungen darstellen. Obwohl Aktivitätsunterschiede dieser Regionen wiederholt für spezifische Phobien beschrieben wurden, sind deren funktionelle Interaktionen während phobischer Stimulusverarbeitung kaum erforscht. Zur Untersuchung dieser Interaktionen in zwei Subtypen der spezifischen Phobie – dem Blut-Spritzen-Verletzungs-Typus und dem Tier-Typus – wurden im Rahmen dieser Arbeit funktionelle Konnektivitäts-Analysen (FK) anhand dreier fMRT- (funktionelle Magnetresonanztomographie) Studien durchgeführt. Zwei Studien untersuchten die neurale Verarbeitung visueller phobischer Stimuli in einer dentalphobischen Gruppe (DP), einer schlangenphobischen Gruppe (SP) sowie einer Kontrollgruppe (KG). Ergänzend verglich eine dritte Studie den Einfluss visueller und akustischer Stimuli für die DP und eine KG. Basierend auf der a priori-Hypothese einer veränderten FK zwischen der Amygdala, der Insula und dem ACC wurden deren spezifische Konnektivitätsmuster untersucht. Aufgrund funktionell unterschiedlicher Subregionen erfolgte eine Untergliederung des ACC in eine subgenuale, perigenuale und dorsalen Region. Analog dazu wurde die Insula in eine ventral-anteriore, dorsal-anteriore und posteriore Region unterteilt. Um darüberhinausgehender Konnektivitätsmuster über das gesamte Gehirn zu ermitteln, wurde eine abschließende Seed-to-Voxel-Analyse mit den Seeds Amygdala, Insula und ACC durchgeführt. In der Auswertung zeigte sich eine negative FK der Amygdala und des ACC während phobischer Stimulusverarbeitung in der KG, die insbesondere auf die ventrale Division des ACC zurückzuführen war. Die phobischen Gruppen hingegen waren im Vergleich zu der Kontrollgruppe durch eine erhöhte Konnektivität der untersuchten Regionen gekennzeichnet. Dieser Effekt war bei der DP spezifisch für die akustische Stimulusmodalität. Bei visueller Stimuluspräsentation zeigten sich hingegen veränderte Konnektivitätsmuster des ACC und der Insula mit prä- und orbitofrontalen Regionen. Insbesondere die negative FK der Amygdala und des ACC, die theoretisch auf einer top-down-Inhibition des ACC über die Amygdala basiert, erscheint einen wichtigen Bestandteil einer effektiven emotionalen Kontrolle darzustellen. In beiden phobischen Gruppen fehlte diese Inhibition. Die erhöhte FK (para-)limbischer Konnektivität der SP könnte hingegen die verstärkte Rekrutierung autonomischer bottom-up-Prozesse als zugrundeliegendem Mechanismus der überschießenden und irrationalen Angstreaktion repräsentieren. Diese Charakteristika konnten in der DP nur für die akustische Stimulusmodalität beobachtet werden. Während der visuellen Stimuluspräsentation war die DP durch Dysregulationen prä- und orbitofrontaler Regionen gekennzeichnet, welche eine beeinträchtigte kognitive Kontrolle über grundlegende Emotionsprozesse widerspiegeln könnte. Dies entspricht der Annahme, dass die DP vor allem durch evaluationsbasierte Furchtreaktionen gekennzeichnet ist, während in der SP als Vertreter des Tier-Typus evolutionär konservierte, limbische Prozesse dominieren. Zusammenfassend bestätigen die Ergebnisse die Bedeutung funktioneller Netzwerke in der spezifischen Phobie, wobei die gefundenen Konnektivitätsmuster einen intermediären Phänotyp darstellen könnten, der möglicherweise das Risiko für das Auftreten dysfunktionaler phobischer Angstreaktionen vermittelt. Von klinischem Interesse ist vor allem die Amygdala – ACC-Vernetzung, die als prädiktiver Biomarker für das Therapieansprechen genutzt oder im Rahmen neuromodulatorischer Therapieansätze wie dem Neurofeedback oder der repetitiven transkraniellen Magnetstimulation gezielt angesteuert werden könnte.

Universiẗat, Diss., 2003--Jena.

Würzburg, University, Diss., 2008.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Cognitive views of the psychopathology of anxiety propose that attentional biases toward threatening information play a substantial role in the disorders’ etiology and maintenance. For healthy subjects, converging evidence show that threatening stimuli attract attention and lead to enhanced activation in visual processing areas. It is assumed that this preferential processing of threat occurs at a preattentive level and is followed by fast attentional engagement. High-anxious individuals show augmented tendencies to selectively attend toward fear-relevant cues (Mathews, 1990) and exhibit elevated neural processing of threatening cues compared to non-anxious individuals (Dilger et al., 2003). Regarding attentional biases in high-anxious subjects, it remains unanswered up to now whether initial engagement of attention toward threat or difficulties to disengage from threat is an underlying mechanism. Furthermore, little is known whether the preferential (attentive) processing of threatening cues does influence perceptional outcomes of anxious subjects. In order to directly study separate components of attentional bias the first study of this dissertation was a combined reaction time and eye-tracking experiment. Twenty one spider phobic patients and 21 control participants were instructed to search for a neutral target while ignoring task-irrelevant abrupt-onset distractor circles which contained either a small picture of a spider (phobic), a flower (non-phobic, but similar to spiders in shape), a mushroom (non-phobic, and not similar to spiders in shape), or small circles with no picture. As expected, patients’ reaction times to targets were longer on trials with spider distractors. However, analyses of eye movements revealed that this was not due to attentional capture by spider distractors; patients more often fixated on all distractors with pictures. Instead, reaction times were delayed by longer fixation durations on spider distractors. This result does not support automatic capture of attention by phobic cues but suggests that phobic patients fail to disengage attention from spiders. To assess whether preferential processing of phobic cues differentially affects visual perception in phobic patients compared to healthy controls, the second study of this dissertation used a binocular rivalry paradigm, where two incompatible pictures were presented to each eye. These pictures cannot be merged to a meaningful percept and temporarily, one picture predominates in conscious perception whereas the other is suppressed. 23 spider phobic patients and 20 non-anxious control participants were shown standardized pictures of spiders or flowers, each paired with a neutral pattern under conditions of binocular rivalry. Their task was to continuously indicate the predominant percept by key presses. Analyses show that spider phobic patients perceived the spider picture more often and longer as dominant compared to non-anxious control participants. Thus, predominance of phobic cues in binocular rivalry provides evidence that preferential processing of fear-relevant cues in the visual system actually leads to superior perception. In combination both studies support the notion that phobic patients process phobic cues preferentially within the visual system resulting in enhanced attention and perception. At early stages of visual processing, this is mainly reflected by delayed attentional disengagement and across time, preferential processing leads to improved perception of threat cues. / Kognitive Theorien nehmen an, dass Aufmerksamkeitsverzerrungen bezüglich bedrohlicher Reize eine substantielle Rolle bei der Entstehung und Aufrechterhaltung von Angst spielen. Für gesunde Personen konnte gezeigt werden, dass bedrohliche Reize die Aufmerksamkeit auf sich ziehen und verstärkt im visuellen System verarbeitet werden. Es wird angenommen, dass diese bevorzugten Verarbeitungsprozesse automatisch und präattentiv sind und von einer schnellen Aufmerksamkeitsausrichtung gefolgt werden. Hochängstliche Personen zeigen eine verstärkte Tendenz, ihre Aufmerksamkeit selektiv auf Gefahrenreize auszurichten (Mathews, 1990) und verarbeiten diese Reize auch auf neuronaler Ebene intensiver als nichtängstliche Personen (Dilger, et al., 2003). Bisher ungeklärt ist, ob bedrohliche Reize tatsächlich die Aufmerksamkeit initial auf sich ziehen oder ob die beschriebenen Aufmerksamkeitsverzerrungen besserdurch Schwierigkeiten, Aufmerksamkeit von Gefahrenreizen abzuwenden, erklärt werden können. Darüberhinaus wurde bisher kaum untersucht, ob sich eine bevorzugte Verarbeitung von angstrelevanten Reizen auch auf die Wahrnehmung ängstlicher Personen auswirken kann. Um verschiedene Aufmerksamkeitskomponenten direkt zu untersuchen, wurden in der ersten Studie dieser Dissertation sowohl manuelle Reaktionszeiten als auch Augenbewegungen erfasst. 21 Patienten mit Spinnenphobie und 21 nichtängstliche Kontrollpersonen sollten während der Suche nach einem neutralen Zielreiz aufgabenirrelevante kreisförmige Reize explizit ignorieren, die kleine Bilder von Spinnen (phobisch), Blumen (nicht phobisch, aber mit spinnenähnlicher Form), Pilzen (nicht phobisch und keine spinnenähnliche Form) oder kein Bild enthalten konnten. Wie erwartet zeigte sich, dass die Reaktionszeiten der Patienten in den Durchgängen langsamer waren, in denen aufgabenirrelevante Spinnen auftauchten. Allerdings zeigte die Analyse der Augenbewegungen, dass die Spinnen initial nicht häufiger fixiert wurden, sondern die Patienten häufiger auf alle Distraktoren mit Bild schauten. Allerdings verweilte der Blick der Patienten länger auf den Spinnenbildern, was die verlangsamten Reaktionen auf den Zielreiz erklären kann. Diese Befunde unterstützen nicht die Annahme einer automatischen Entdeckung phobischer Reize, sondern weisen vielmehr auf Schwierigkeiten phobischer Patienten hin, die Aufmerksamkeit von Spinnen zu lösen. In der zweiten Studie dieser Dissertation wurde ein binokulares Rivalitätsparadigma eingesetzt, um zu untersuchen, ob eine bevorzugte Verarbeitung phobischer Reize die visuelle Wahrnehmung bei Patienten mit Spinnenphobie beeinflussen kann. Bei diesem Paradigma wird jedem Auge ein unterschiedliches Bild dargeboten, was zu einem Wahrnehmungswechsel führt, bei dem jeweils ein Bild die bewusste Wahrnehmung dominiert während das andere unterdrückt wird. 23 Patienten mit Spinnenphobie und 20 nichtängstlichen Kontrollpersonen wurden standardisierte Bilder von Spinnen und Blumen, jeweils gepaart mit einem neutralen Muster, stereoskopisch dargeboten. Die Aufgabe bestand darin, durchgehend die dominante Wahrnehmung durch Tastendruck zu kodieren. Patienten mit Spinnenphobie berichteten häufiger und länger, Spinnenbilder dominant wahrzunehmen. Diese Wahrnehmungsdominanz von phobischen Reizen bei binokularer Rivalität weist darauf hin, dass eine bevorzugte Verarbeitung bedrohlicher Reize im visuellen System dazu führen kann, dass diese Reize auch verstärkt wahrgenommen werden. Zusammenfassend unterstützen die Befunde beider Studien die Annahme, dass Patienten mit Spinnenphobie phobierelevante Reize innerhalb des visuellen Systems bevorzugt verarbeiten, was sich in verzögerter Aufmerksamkeitsabwendung zeigt und des Weiteren zu einer verstärkten Wahrnehmung der bedrohlichen Reizen führt.