Doctoral Thesis
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There is multiple evidence that emotionally arousing events are preferentially processed, and better remembered than neutral events. In the present dissertation I investigated whether those strong emotional memories are affected by acute and chronic stress. Moreover, I was interested in whether already established emotional memories can be changed by behavioral intervention. According to the modulation hypothesis, emotionally arousing events promote attention and memory processes via noradrenergic and glucocorticoid actions. Recent models suggest that stress hormones differentially impact mnemonic processing, namely encoding, (re-) consolidation and memory retrieval, depending on timing and duration of the stressor relative to the learning experience. Acute stress around the time of encoding has been found to enhance memory, whereas chronic stress has been associated with memory impairments. Furthermore, consolidated memories are not resistant to modifications. Following reactivation, memories can turn into an unstable state and undergo a process called reconsolidated in order to persist. During this vulnerable state, memories are prone to modification, for instance by pharmacological blockade or interference learning. Here, the modulation of newly formed emotional and neutral memories as well as existing emotional and neutral memories was investigated in a well-established picture viewing and recognition memory paradigm using behavioral and neurophysiological measures (event-related potential, ERPs). More elaborative processing of emotional, relative to neutral stimuli has been related to the late positive potential (LPP). During encoding of emotional and neutral pictures, enhanced LPPs (starting at about 400 ms after stimulus onset) are usually observed for emotionally arousing relative to neutral pictures, indicating preferential attention allocation and processing. During recognition, correctly recognized old items evoke larger ERP amplitudes than correctly identified new items. This difference, the ERP old/new effect, was used to measure mnemonic processing during retrieval. The ERP old/new effect over centro-parietal sensor sites (400-800 ms) has been associated with recollection processes, and is enhanced for emotional, compared to neutral materials. Three studies are presented, that investigated 1) the influence of acute stress prior to encoding on long-term memory and its neural correlates, 2) the impact of chronic stress on encoding and memory, and 3) the influence of interference on already established memories (reconsolidation), always contrasting emotionally arousing and neutral scenes. Study 1 investigated subsequent recognition memory after encoding following acute stress using a socially evaluated cold pressure test, while study 2 tested the influence of chronic stress investigating breast cancer survivors about two years after cancer treatment. In study 3, one day after encoding, reconsolidation of the reactivated picture memory was targeted with an interfering learning task. In all three studies, recognition memory was tested one week later. High-density electroencephalograms (EEGs; 257 electrodes) were recorded to measure brain potentials. The results showed, in line with previous research, that emotionally arousing scenes were preferentially processed, as indicated by larger LPPs, and were better remembered than neutral scenes, as indicated by enhanced memory performance and larger ERP old/new differences. Experiencing acute stress prior to encoding enhanced the centro-parietal ERP old/new effect for emotionally arousing pictures at recognition, corroborating that acute stress facilitates memory for emotional scenes (Study 1). In contrast, attenuated LPPs for unpleasant pictures and impaired memory performance for arousing pictures were observed in breast cancer survivors (Study 2), indicating altered attention to emotion and subsequent emotional memory storage in chronically stressed individuals. When memory reactivation was followed by an interfering learning task, recognition memory and ERP old/new differences were attenuated for emotionally arousing scenes, selectively, showing the possibility that emotional memories might be modulated by behavioral interventions (Study 3). The results of all three studies are discussed and integrated into a model of memory modulation by stress and interference. The results highlight the importance of understanding the role of emotional arousal in the processes of memory formation, retrieval and reconsolidation. Moreover, shedding light on the differential effects of acute and chronic stress, interference and their possible interactions might help to prevent and even modify impairing memories that are one of the major concerns in stress- and fear-related mental disorders.
Das Pankreaskarzinom ist die vierthäufigste Krebstodesursache in der Bundesrepublik Deutschland. Bisher stehen zur Therapie eines fortgeschrittenen Tumors nur wenige Optionen zur Verfügung, gleichzeitig gestaltet sich die Früherkennung des Pankreaskarzinoms als schwierig. Aufgrund der geringen 5-Jahres-Überlebensrate von 8 % sind neue Forschungsansätze zur Untersuchung von Ursachen, Präventions- und Therapieoptionen von großem Interesse. Die Forschung in der Zellkultur spiegelt die Abläufe im menschlichen Organismus nur unzureichend wider. Somit ist eine Durchführung von Tierversuchen häufig unvermeidlich. Trotzdem sollte es aus ethischen sowie auch kostentechnischen und bürokratischen Gründen angestrebt werden, die Anzahl der Tierversuche auf ein Minimum zu reduzieren. Als Bindeglied zwischen in vitro und in vivo Forschung kann das Chorioallantoismembran-Modell im bebrüteten Hühnerei als Möglichkeit zum Ersatz von Tierversuchen dienen. Die Chorioallantoismembran ist ein nicht innerviertes Gefäßsystem, welches analog der menschlichen Plazenta der Versorgung des avianen Embryos dient. Der aviane Embryo selbst fällt in der gesamten Bebrütungszeit nicht unter das Tierschutzgesetz.
Im Rahmen der Methodenetablierung erfolgte die Untersuchung verschiedener Trägersubstanzen und Hilfsmittel zur Kultivierung von Pankreaskarzinomzelllinien auf der Chorioallantoismembran. Zudem erfolgte die Untersuchung der Auswirkungen des Stresshormons Isoproteronol auf das Tumorwachstum der Pankreaskarzinomzelllinie Colo357 in Bezug auf Fläche, zentraler Tumorfläche, Volumen und Gefäßwachstum im Sinne einer Neoangiogenese nach einem Scoresystem. Die Auswertung erfolgte mittels Hämatoxylin-Eosin- und immunhistochemischer Färbungen sowie den Programmen Image J, GraphPad Prism und Excel.
Es konnte ein Wachstum der Zelllinien Colo357, BxPC-3, 6606PDA, Panc02 und PANC-1 erzielt werden. In den Versuchsreihen nach Stimulation der Pankreaskarzinomzelllinie Colo357 konnte bei der Beurteilung des Scores zur Betrachtung des Gefäßwachstums ein Unterschied zwischen den mit Katecholaminen behandelten und den unbehandelten Zelllinien ermittelt werden. Dieser war jedoch gerade nicht signifikant mit p=0,0766. Bei der Untersuchung der Tumorfläche zeigte sich lediglich ein geringer Unterschied zwischen den beiden Gruppen, der mit p=0,0900 nicht signifikant war. Hiernach erfolgte die Betrachtung der zentralen Tumorfläche. Hier konnte ein sehr signifikanter Unterschied mit p=0,0056 nachgewiesen werden. Diese Tendenz ließ sich in der Berechnung des Tumorvolumens bestätigen. Es zeigte sich ein hochsignifikant vermehrtes Tumorwachstum in der mit Isoproteronol behandelten Gruppe mit p=0,0001.
Das Chorioallantoismembran-Modell ist zur Anzüchtung von Pankreaskarzinomzelllinien geeignet und ermöglicht als Bindeglied zwischen in vitro und in vivo Forschung die Untersuchung verschiedener Parameter wie Tumorwachstum, Neoangiogenese und die Betrachtung der Auswirkungen von Pharmaka. Exemplarisch konnte der stimulierende Einfluss von Isoproterenol als Hormon chronischen Stresses auf das Tumorwachstum aus murinen Tierversuchen bestätigt werden. Somit kann dieses Modell zur Reduktion von Tierversuchen beitragen und ermöglicht trotzdem Einblicke, welche in der in vitro Forschung nicht zu erzielen sind.
Zielsetzung: Wiesmann, Niehörster, Hannich und Hartmann (2008) haben das generalisierte gesundheitsbezogene Selbstkonzept entwickelt. Gesundheit wird demnach als multidimensionales Konstrukt mit gesundheitsschützenden und -gefährdenden Faktoren verstanden. Es werden fünf Dimensionen des gesundheitsbezogenen Selbstkonzeptes differenziert: health-protective dispositions, health-protective motivation, vulnerability, health-risky habits, und external, avoidant motivation. Die vorliegende Arbeit überprüfte diesbezüglich die Eignung des Instrumentes zur Erfassung des gesundheitsbezogenen Selbstkonzeptes (HRSC-25). Zum einen fehlt es bisher an einer Replikation der multidimensionalen Struktur des gesundheitsbezogenen Selbstkonzeptes für eine berufstätige Erwachsenenstichprobe. Zum anderen stellt sich die Frage, ob die Dimensionen des gesundheitsbezogenen Selbstkonzeptes kulturspezifisch oder kulturübergreifend geprägt sind. Weiterhin sollte der Zusammenhang zwischen gesundheitsbezogenem Selbstkonzept und Stresserleben untersucht werden. Methode: Insgesamt nahmen 169 deutsche (75.7 % weiblich) sowie 154 indische (81.8 % weiblich) Lehrkräfte an der Befragung teil. In der deutschen Stichprobe ließ sich das theoretische Modell zur Erfassung des gesundheitsbezogenen Selbstkonzeptes (HRSC-25) mit Hilfe einer konfirmatorische Faktorenanalyse untersuchen. Da das Modell ausschließlich an westlich-orientierten Kulturen entwickelt sowie angewandt wurde, sollte die empirische Datenstruktur der indischen Erhebung durch eine explorative Faktorenanalyse überprüft werden. Weiterhin wurden multiple Regressionsanalysen zur Vorhersage des Stresserlebens durchgeführt. Ergebnisse: Die faktoranalytischen Ergebnisse der deutschen Stichprobe bestätigten die mehrdimensionale Struktur des gesundheitsbezogenen Selbstkonzeptes (HRSC-25). Für das Messmodell konnten weitestgehend akzeptable Fit-Indizes berechnet werden, wobei eine Modifizierung des Modells (HRSC-21) die Modellgüte verbesserte. In der indischen Stichprobe konnten die fünf gesundheitsbezogenen Dimensionen nicht repliziert werden. Allerdings ließen sich die ersten vier Hauptkomponenten interpretieren, indem die vier höchst geladenen Variablen auf jeder Komponente sinnvoll zusammenfasst wurden. Des Weiteren konnte das subjektive Stresserleben der deutschen sowie indischen Lehrkräfte durch die gesundheitsbezogenen Dimensionen, health-protective dispositions und extrinsic, avoidant motivation, vorhergesagt werden. Diskussion: Zum einen bestätigten die Befunde die multidimensionale Struktur des gesundheitsbezogenen Selbstkonzeptes, welche sowohl gesundheitsschützende als auch gefährdende Faktoren erfasst. Aufgrund der Nähe der verschiedenen Fit-Indizes zu den empfohlenen Grenzwerten wurde das modifizierte Messmodell (HRSC-21) als ein geeignetes Instrument bewertet. Zum anderen ließ sich ein Zusammenhang zwischen gesundheitsbezogenem Selbstkonzept und Stresserleben feststellen.