Diplomarbeit Hochschule für Angewandte Psychologie Zürich, 2007.

Diplomarbeit Hochschule für Angewandte Psychologie Zürich, 2007.

Diplomarbeit Hochschule für Angewandte Psychologie Zürich, 2007.

Universiẗat, Diss., 2005--Kassel. / Download lizenzpflichtig.

Universiẗat, Diss., 2004--Trier.

Proefschrift Universiteit Maastricht. / Met bibliogr., lit. opg. - Met samenvatting in het Nederlands.

Zugl.: München, Univ., Diss., 2008

Neuronal nitric oxide (NO) synthase (NOS-I) and its adaptor protein (NOS1AP) have been repeatedly and consistently associated with neuropsychiatric disorders in several genetic association and linkage studies, as well as functional studies. NOS-I has an extended PDZ domain which enables it to interact with postsynaptic density protein 95 (PSD-95) bringing NOS-I in close proximity to NMDA receptors. This interaction allows NMDA receptor activity dependent calcium-influx to activate NOS-I, linking NO synthesis to regulation of glutamatergic signaling pathways. NOS1AP is a PDZ-domain ligand of NOS-I and has been proposed to compete with PSD-95 for NOS-I interaction. Studies performed on post-mortem brain tissues have shown increased expression of NOS1AP in patients with schizophrenia and bipolar disorder, suggesting that increased NOS-I/NOS1AP interactions might be involved in neuropsychiatric disorders possibly through disruption of NOS-I PDZ interactions. Therefore, I have investigated the involvement of NOS-I in different endophenotypes of neuropsychiatric disorders by targeting its specific PDZ interactions in vitro and in vivo. To this end, I used recombinant adeno-associated virus (rAAV) vectors expressing NOS1AP isoforms/domains (NOS1AP-L: full length NOS1AP; NOS1AP-LC20: the last 20 amino acids of NOS1AP-L, containing the PDZ interaction motif suggested to stabilize interaction with NOS-I; NOS1AP-LΔC20: NOS1AP-L lacking the last 20 amino acids; NOS1AP-S: the short isoform of NOS1AP), residues 396-503 of NOS1AP-L (NOS1AP396-503) encoding the full NOS-I interaction domain, and N-terminal 133 amino acids of NOS-I (NOS-I1-133) encoding for the extended PDZ-domain. Neuropsychiatric disorders involve morphological brain changes including altered dendritic development and spine plasticity. Hence, I have examined dendritic morphology in primary cultured hippocampal and cortical neurons upon overexpression of constructed rAAV vectors. Sholl analysis revealed that overexpression of NOS1AP-L and NOS1AP-LΔC20 mildly reduced dendritic length/branching. Moreover, overexpression of all NOS1AP isoforms/domains resulted in highly altered spine plasticity including significant reduction in the number of mature spines and increased growth of filopodia. These findings suggest that NOS1AP affects dendritic growth and development of dendritic spines, which may involve both, increased NOS-I/NOS1AP interaction as well as interaction of NOS1AP with proteins other than NOS-I. Interestingly, the observed alterations in dendritic morphology were reminiscent of those observed in post-mortem brains of patients with neuropsychiatric disorders. Given the dendritic alterations in vitro, I have examined, whether disruption of NOS-I PDZ interaction would also result in behavioral deficits associated with neuropsychiatric disorders. To this end, rAAV vectors expressing NOS1AP-L, NOS1AP396-503, NOS-I1-133, and mCherry were stereotaxically delivered to the dorsal hippocampus of 6-week-old male C57Bl/6J mice. One week after surgery, mice were randomly separated into two groups. One of those groups underwent three weeks of chronic mild stress (CMS). Afterwards all mice were subjected to a comprehensive behavioral analysis. The findings revealed that overexpression of the constructs did not result in phenotypes related to anxiety or depression, though CMS had an anxiolytic effect independent of the injected construct. Mice overexpressing NOS-I1-133, previously shown to disrupt NOS-I/PSD-95 interaction, showed impaired spatial memory, sensorimotor gating, social interaction, and increased locomotor activity. NOS1AP overexpressing mice showed mild impairments in sensorimotor gating and spatial working memory and severely impaired social interaction. NOS1AP396-503 overexpressing mice also showed impaired social interaction but enhanced sensorimotor gating and reduced locomotor activity. Taken together, these behavioral findings indicate an involvement of NOS-I PDZ interactions in phenotypes associated with positive symptoms and cognitive deficits of psychotic disorders. In summary, this study revealed an important contribution of NOS-I protein interactions in the development of endophenotypic traits of neuropsychiatric disorders, in particular schizophrenia, at morphological and behavioral levels. These findings might eventually aid to a better understanding of NOS-I-dependent psychopathogenesis, and to develop pharmacologically relevant treatment strategies. / Die neuronal Stickstoffmonoxid(NO)synthase (NOS-I) und deren Adapterprotein (NOS1AP) wurden in mehreren Genassoziations- und Genkopplungsstudien, sowie funktionellen Studien, wiederholt und konsistent mit neuropsychiatrischen Störungen assoziiert. NOS-I trägt eine erweiterte PDZ Domäne, die eine Interaktion mit postsynaptic density protein 95 (PSD-95) ermöglicht und es in die Nähe von NMDA Rezeptoren bringt. Diese Interaktion erlaubt es NMDA Rezeptoraktivitätsabhängigen Kalziumeinstrom NOS-I zu aktivieren, was die Synthese von NO an die Regulierung glutamaterger Signalwege koppelt. NOS1AP ist ein Ligand der NOS-I PDZ Domäne und NOS1AP kompetiert mit PSD-95 um die Bindung mit NOS-I. Post mortem Untersuchungen zeigten eine erhöhte Expression von NOS1AP im Gehirn von Patienten mit Schizophrenie und bipolarer Störung, was eine erhöhte NOS-I/NOS1AP Interaktion (was möglicherweise zu gestörter NOS-I PDZ Interaktion führt) mit neuropsychiatrischen Störungen verbindet. Daher habe ich den Einfluss von NOS-I auf Endophänotypen neuropsychiatrischer Störungen untersucht, indem ich spezifische PDZ Interaktionen von NOS-I in vitro und in vivo gestört habe. Dazu verwendete ich rekombinante Adenoassozierte virale (rAAV) Vektoren, die NOS1AP Isoformen/Domänen (NOS1AP-L: Volllänge NOS1AP; NOS1AP-LC20: Die letzten 20 Aminosäuren von NOS1AP-L, welche das PDZ Interaktionsmotiv enthalten, das zur Stabilisierung der Interaktion mit NOS-I beiträgt; NOS1AP-LΔC20: NOS1AP-L dessen letzte 20 Aminosäuren fehlen; NOS1AP-S: die Kurzform von NOS1AP), Aminosäurereste 396-503 von NOS1AP-L (NOS1AP396-503), welche die volle NOS-I Interaktionsdomäne kodieren, und die N-terminalen 133 Aminosäuren von NOS-I (NOS-I1-133), welche die erweiterte PDZ Domäne enthalten. Bei neuropsychiatrischen Störungen kommt es zu morphologischen Änderungen des Gehirns, einschließlich veränderter dendritischer Entwicklung und Plastizität dendritischer Dornfortsätze (‚spines‘). Daher habe ich die dendritische Morphologie in primär kultivierten Hippokampal- und Kortikalneuronen nach Überexpression der konstruierten rAAV Vektoren untersucht. Eine Sholl Analyse ergab dabei, dass die Überexpression von NOS1AP-L und NOS1AP-LΔC20 die Länge und Anzahl dendritscher Verzweigungen leicht reduzierte. Zudem führte die Überexpression aller NOS1AP Isoformen/Domänen zu einer stark veränderten Plastizität dendritischer ‚spines‘, einschließlich einer signifikanten Reduktion der Anzahl ausgereifter ‚spines‘ und einem erhöhten Wachstum von Filopodien. Diese Ergebnisse zeigen, dass NOS1AP einen Einfluss auf das dendritische Wachstum und die Entwicklung dendritischer ‚spines‘ hat, dem sowohl eine erhöhte NOS-I/NOS1AP Interaktion, sowie Interaktionen von NOS1AP mit anderen Proteinen zugrunde liegen könnten. Interessanterweise, ähnelten die beobachteten Veränderungen solchen, die in post mortem Gehirnen von Patienten mit neuropsychiatrischen Störungen beobachtet wurden. Aufgrund der Beobachtungen in vitro, habe ich untersucht, ob eine Störung der NOS-I PDZ Interaktion auch zu Verhaltensdefiziten, die mit neuropsychiatrischen Störungen assoziiert sind, führt. Zu diesem Zweck, wurden rAAV Vektoren, die NOS1AP-L, NOS1AP396-503, NOS-I1-133,und mCherry exprimieren, stereotaxisch in den dorsalen Hippokampus von sechs Wochen alten männlichen C57Bl/6J Mäusen injiziert. Eine Woche nach der Operation wurden die Mäuse zufällig in zwei Gruppen aufgeteilt. Eine dieser Gruppen wurde für drei Wochen dem ‚chronic mild stress‘(CMS) Paradigma unterzogen. Im Anschluss daran wurden alle Mäuse einer umfassenden Verhaltensanalyse unterzogen. Die Ergebnisse zeigten, dass die Überexpression der Konstrukte nicht zu Angst- oder Depressionsassoziierten Phänotypen führten. Jedoch hatte das CMS Paradigma einen anxiolytischen Effekt, der unabhängig vom injizierten Konstrukt war. Eine Überexpression des NOS-I1-133 Konstruktes, von welchem zuvor eine Störung der NOS-I/PSD-95 Interaktion nachgewiesen wurde, führte zu Störungen des räumlichen Kurzzeitgedächtnisses, der Reaktionsunterdrückung (‚sensorimotor gating‘) und der sozialen Interaktion, sowie zu erhöhter lokomotorischer Aktivität. NOS1AP überexprimierende Mäuse zeigten leichte Störungen in der Reaktionsunterdrückung und des räumlichen Kurzzeitgedächtnisses, sowie erheblich gestörte soziale Interaktionen. NOS1AP396-503 überexprimierende Mäuse zeigten ebenfalls gestörte soziale Interaktion, jedoch eine erhöhte Reaktionsunterdrückung und verminderte lokomotorische Aktivität. Zusammengenommen, deuten diese Verhaltensuntersuchungen auf einen Beitrag der NOS-I PDZ Interaktionen zu Phänotypen, die mit positiven Symptomen und kognitiven Defiziten bei Psychosen assoziiert sind, hin. Zusammengefasst konnte diese Studie einen wichtigen Beitrag der NOS-I Proteininteraktionen bei der Entstehung endophenotypischer Züge (morphologisch sowie im Verhalten) neuropsychiatrischer Störungen, insbesondere der Schizophrenie, aufzeigen. Diese Erkenntnisse könnten zu einem besseren Verständnis NOS-I abhängiger Psychopathogenese, sowie zur Entwicklung relevanter pharmakologischer Behandlungsstrategien führen.

Human-computer interfaces have the potential to support mental health practitioners in alleviating mental distress. Adaption of this technology in practice is, however, slow. We provide means to extend the design space of human-computer interfaces for mitigating mental distress. To this end, we suggest three complementary approaches: using presentation technology, using virtual environments, and using communication technology to facilitate social interaction. We provide new evidence that elementary aspects of presentation technology affect the emotional processing of virtual stimuli, that perception of our environment affects the way we assess our environment, and that communication technologies affect social bonding between users. By showing how interfaces modify emotional reactions and facilitate social interaction, we provide converging evidence that human-computer interfaces can help alleviate mental distress. These findings may advance the goal of adapting technological means to the requirements of mental health practitioners. / Mensch-Computer-Schnittstellen haben das Potenzial, psychosoziale Fachkräfte bei der Linderung von psychischen Problemen zu unterstützen. Die Adaption solcher Technologien in der Praxis verläuft jedoch langsam. Wir stellen Mittel zur Verfügung, um den Gestaltungsraum von Mensch-Computer-Schnittstellen zur Linderung von psychischen Belastungen zu erweitern. Zu diesem Zweck schlagen wir drei komplementäre Ansätze vor: die Verwendung von Präsentationstechnologie, die Verwendung virtueller Umgebungen und die Verwendung von Kommunikationstechnologie zur Erleichterung sozialer Interaktion. Wir liefern neue Belege dafür, dass elementare Aspekte der Präsentationstechnologie die emotionale Verarbeitung virtueller Stimuli beeinflussen, dass die Wahrnehmung unserer Umgebung die Art und Weise beeinflusst, wie wir unsere Umgebung bewerten, und dass Kommunikationstechnologien die soziale Bindung zwischen Nutzern beeinflussen. Indem wir zeigen, wie Benutzerschnittstellen emotionale Reaktionen modifizieren und soziale Interaktion erleichtern, liefern wir konvergierende Hinweise dafür, dass Mensch-Computer-Schnittstellen die Linderung von psychischen Belastungen unterstützen können. Diese Erkenntnisse können das Vorhaben unterstützen, technologische Möglichkeiten an die Bedürfnisse von psychosozialen Fachkräften anzupassen.

Bereits vorangegangene Studien haben zeigen können, dass eine verstärke Generali- sierung von Furcht sowohl bei Erwachsenen, bei denen beispielsweise eine Angststörung oder eine PTSB diagnostiziert wurde, aber auch bei gesunden Kindern eine Rolle spielt. In unserer Studie untersuchten wir eine Gruppe Kinder und Jugendliche (n = 31, m = 25, w = 6; Alter = 13.35 ± 2.03), die eine Störung des Sozialverhaltens aufwiesen, auf die Konditionierbarkeit von Furcht und eine mögliche Furchtgeneralisierung. Diese Gruppe verglichen wir mit einer gesunden Kontrollgruppe (n = 29, m = 11, w = 18; Alter = 14.28 ± 2.43). Als Generalisierungsstimuli verwendeten wir ein Furchtgeneralisierungsparadigma mit zwei Frauengesichtern, die in vier Schritten aneinander angeglichen wurden. Zusätzlich führten wir mit beiden Probandengruppen ein Dot-Probe-Paradigma zur Objektivierung von Aufmerksamkeitsprozessen im Sinne eines Attentional Bias oder Attentional Avoidance mit emotionalen Gesichtern durch. Wir konnten eine erfolgreiche Furchtkonditionierung für beide Gruppen erreichen. Im Vergleich mit der gesunden Kontrollgruppe zeigte die externalisierende Probandengruppe eine verstärke Furchtgeneralisierung. Hinsichtlich der subjektiven Valenz- und Kontingenzratings wurden die Unterschiede besonders deutlich. Eine verstärkte Generalisierungsneigung bei erhöhter Trait-Angst konnten wir nicht finden. Die externalisierende Gruppe zeigte im Vergleich mit neutralen Gesichtern bei den emotionalen Gesichtern insgesamt einen Attentional Bias. Am deutlichsten war dabei eine verstärkte Aufmerksamkeitslenkung hin zu glücklichen Gesichtern festzustellen. Für die gesunde Kontrollgruppe konnten wir keine Besonderheiten bezüglich der Aufmerksamkeitsrichtung finden. Weiterführende Studien sollten mit größ- eren Probandengruppen und nach Geschlecht und Alter gepaarten Probanden durch- geführt werden. Mit externalisierenden Probanden sollte ein Furchtgeneralisierungs- paradigma mit neutralen Stimuli (z.B. Ringe) gewählt werden, um eine subjektive Wertung emotionaler Gesichter bei den Ratings als Störfaktor auszuschließen. Für externalisierende Probanden sollte außerdem die Ausprägung von CU-Traits erfasst und die Dauer der Testung verkürzt oder auf zwei Termine aufgeteilt werden, um eine ausreichende Konzentrationsfähigkeit zu ermöglichen. / Previous studies have already been able to show that increased generalization of fear plays a role both in adults diagnosed with anxiety disorder or PTSD, but also in healthy children. In our study we examined a group of children and adolescents (n = 31, m = 25, f = 6; age = 13.35 ± 2.03) with conduct disorder for possible fear conditioning and overgeneralization of fear. We compared this group with a healthy control group (n = 29, m = 11, f = 18; age = 14.28 ± 2.43). As generalization stimuli we used a fear generalization paradigm with two female faces that were matched in four steps. In addition both groups performed a dot-probe task to objectify attentional processes in terms of attentional bias or attentional avoidance with emotional faces. We were able to achieve successful fear conditioning for both groups. Compared with the healthy control group the externalizing subject group showed increased fear generalization. Regarding the subjective valence and contingency ratings the differences were particularly evident. We could not find an increased generalization tendency for subjects with increased trait anxiety. The externalizing group showed an attentional bias towards emotional faces compared to neutral faces. Most clearly there was an increased attentional bias towards happy faces. For the healthy control group we could not find any particularities regarding attentional bias or avoidance. Further studies should be conducted with larger subject groups and subjects paired by gender and age. With externalizing subjects a fear-generalization paradigm with neutral stimuli (e.g., rings) should be chosen to exclude subjective scoring of emotional faces in the ratings as a confounding factor. For externalizing subjects, the expression of CU traits should also be recorded and the duration of testing should be shortened or divided into two sessions to enable sufficient concentration.