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Titel:MR-morphometrische Analyse neuronaler Korrelate von Schizotypie
Autor:Mosebach, Johannes
Weitere Beteiligte: Nenadić, Igor (Prof. Dr.)
Veröffentlicht:2021
URI:https://archiv.ub.uni-marburg.de/diss/z2022/0009
URN: urn:nbn:de:hebis:04-z2022-00090
DOI: https://doi.org/10.17192/z2022.0009
DDC: Medizin
Publikationsdatum:2022-01-20
Lizenz:https://rightsstatements.org/vocab/InC-NC/1.0/

Dokument

Schlagwörter:
gray matter, SPQ-B, SPQ-B, schizophrenia, DTI, psychosis proneness, Konnektivität, FA, DTI,, frontostriatales System, voxel-based morphometry, VBM, MRI, schizotypy, Schizotypie

Zusammenfassung:
Schizotypie beschreibt unter anderem mit eingeschränktem Affekt, überwertigen Ideen und ungewöhnlichem Verhalten an psychotische Symptome erinnernde Persönlichkeitseigenschaften. Diese Eigenschaften liegen in unterschiedlicher Ausprägung auch bei der gesunden Allgemeinbevölkerung vor. In Teilen der Forschung besteht die Annahme eines Kontinuum-Modells, das die schizophrene Störung als Endpunkt einer kontinuierlichen Dimension sieht. Gestützt wird diese Annahme durch die Befunde geteilter genetischer und umweltbedigter Risikofaktoren. Gleiches gilt für die Beobachtung des Vorliegens höherer Schizotypie-Werte bei Menschen mit gesteigertem Psychoserisiko und bei Verwandten von schizophren Erkrankten. Vorangehende Untersuchungen zu morphologischen Korrelaten von Schizotypie bei Gesunden zeigten bei teils inkonsistenten Ergebnissen eine Beteiligung von gleichsam mit der schizophrenen Störung verknüpften Strukturen wie dem präfrontalen Kortex und dem Praecuneus. Mit dieser Arbeit erfolgte eine multimodale Untersuchung im Hinblick auf das Vorliegen morphologischer Korrelate von Schizotypie. Berücksichtigung fanden die MRT-Daten von 673 gesunden Testpersonen, erhoben durch die DFG-Forschergruppe FOR2107 in Zusammenarbeit der Universitäten Marburg und Münster. Schizotype Eigenschaften wurden mittels SPQ-B-Fragebogens gemessen. Dieser erfasst zusätzlich zu einem Gesamt-Score drei Teilbereiche. Zusätzlich diente eine klinische Diagnostik mittels SKID-1-Interviews der Validierung. Die Untersuchung des Volumens und der Oberflächenstruktur des Kortex erfolgte mit CAT12 als Teil der SPM-Software. Untersuchte Qualitäten waren neben dem Volumen grauer Substanz die kortikale Dicke, die Gyrifzierung und die kortikale Komplexität. Mittels FSL wurden Informationen aus den DTI-Daten gewonnen. Fraktionelle Anisotropie und radiale Diffusivität dienten dabei als Maß für die Gerichtetheit und Integrität der Faserzüge weißer Substanz. Die statistische Analyse erfolgte unter Verwendung eines allgemeinen linearen Modells als voxelweise Korrelationsanalyse. Geprüft wurden für den Gesamtscore und die drei Teilbereiche die Hypothesen einer Korrelation von schizotypen Merkmalen und dem Volumen dorsolateral und medial präfrontaler Areale sowie dem Praecuneus, einer Korrelation mit der Integrität der Faserverbindungen im frontostriatalen System und einer Assoziation zu der kortikalen Faltung im lateralen präfrontalen Kortex. Die Ergebnisse zeigten eine Korrelation zwischen der Gerichtetheit weißer Hirnsubstanz innerhalb des frontostriatalen Systems und schizotypen Persönlichkeitsmerkmalen. In diesem Areal zeigte sich zwischen kognitiver-perzeptiver Schizotypie und FA ein negativer, zwischen interpersonaler Schizotypie und FA dagegen ein positiver Zusammenhang. Der SPQ-B-Gesamtscore korrelierte ausschließlich negativ mit der FA, überwiegend in Assoziationsfasern. Ein negativer Zusammenhang ergab sich zwischen interpersonaler Schizotypie und dem Volumen grauer Substanz in einem Areal des linken Cerebellums. Positiv verbunden waren kognitiv-perzeptive Schizotypie und der Gyrifizierungsindex in einem Areal des inferioren Parietallappens links. Die Untersuchung lieferte keine Hinweise auf eine Verbindung zwischen Schizotypie und dem Volumen in präfrontalen Arealen und dem Praecuneus. Gleiches gilt für den in die Hypothesen einbezogenen möglichen Zusammenhang zwischen Schizotypie und der kortikalen Faltung im präfrontalen Kortex. Besonders die Struktur weißer Hirnsubstanz scheint verknüpft zu sein mit schizotypen Persönlichkeitseigenschaften. Die gegensätzlichen Assoziationen zur Gerichtetheit von Faserbahnen des frontostriaten Systems könnten Ausdruck der durch die Vielzahl an der Entstehung beteiligter Gen- und Umweltfaktoren bedingten Heterogenität des Schizotypiekonstruktes sein. Unter der Annahme der Existenz eines Kontinuums von schizotypen Eigenschaften bei Gesunden bis hin zur schizophrenen Störung lässt sich die negative Korrelation zwischen Merkmalen positiver, desorganisierter Schizotypie sowie dem Gesamtscore und der fraktionellen Anisotropie als tendenziell kongruent zu Beobachtungen bei Schizophrenie sehen. Die Ergebnisse könnten folglich die Vorstellung einer für die Entwicklung einer schizophrenen Störung maßgeblichen Veränderung der Konnektivität weißer Hirnsubstanz untermauern. Entsprechend sind als Folge sekundär auftretende, gegebenenfalls den Krankheitsbeginn kennzeichnende, messbare volumetrische Veränderungen im Bereich des Frontallappens und des Praecuneus denkbar. Die Ergebnisse dieser Arbeit scheinen die Vorstellung einer in die Emotionswahrnehmung und das Mentalizing einbezogene und damit über die Motorik hinausgehende Funktion des Cerebellums zu stützen. Die beobachtete Korrelation zwischen kognitiv-perzeptiver Schizotypie und Gyrifizierungsindex im Parietallappen könnte aus einer veränderten frühkindlichen Hirnentwicklung mit genetischer Komponente resultieren. Perspektivisch ist zur Detektion einer tatsächlichen Konversion zur schizophrenen Störung in Abhängigkeit von den im Rahmen dieser Arbeit aufgezeigten strukturellen Korrelaten von Schizotypie die weitere Beobachtung der Testpersonen sinnvoll.

Summary:
Schizotypy designates characteristics that are also present to different degrees in the general healthy population. These characteristics can be expressed, for example, in the form of limited affect, unusual behaviour and superstitious beliefs. Some of the research assumes a continuum model, which sees the schizophrenic disorder as the endpoint of a continuous dimension. This assumption is supported by the findings of shared genetic and environmental risk factors. The same applies to the observation of the presence of higher schizotypal values in people at increased risk of psychosis and in relatives of people with schizophrenia. Previous studies on morphological correlations of schizotypy in healthy individuals showed, with partially inconsistent results, an involvement of structures associated with the schizophrenic disorder, such as the prefrontal cortex and the precuneus. With this work a multimodal investigation was carried out with regard to the existence of morphological correlates of schizotypy. The MRI data of 673 healthy test persons were taken into account and was collected by the DFG research group FOR2107 in cooperation with the Universities of Marburg and Münster. Schizotypal characteristics were measured using the SPQ-B questionnaire. In addition to an overall score, the SPQ-B questionnaire covers three dimensions of schizoytpy. Clinical diagnostics using SKID-1 interview served for validation. The cortex volume and surface structure were examined with CAT12 as part of the SPM software. In addition to the volume of grey matter, cortical thickness, gyrification and cortical complexity were investigated. FSL was used to obtain information from the DTI data. FA and RD served as a measure of the directionality and integrity of the white matter fiber tracts. Statistical analysis was performed using a general linear model as a voxel-wise correlation analysis. For the overall measure and the three facets, the hypotheses of a correlation of schizotypal features and the volume of dorsolateral and medial prefrontal areas and the precuneus, a correlation with the integrity of fiber connections in the frontostriatal system and an association with cortical folding in the lateral prefrontal cortex in healthy subjects were tested. The results showed a correlation between the directionality of white matter within the frontostriatal system and schizotypal personality traits. In this area there was a negative relationship between cognitive-perceptive schizotypy and FA, and a positive correlation between interpersonal schizotypy and FA. The overall SPQ-B score correlated exclusively negatively with FA predominantly in association fibers. There was a negative correlation between interpersonal schizotypy and the volume of grey matter in an cerebellar area on the left. The cognitive-perceptive schizotypy and the gyrification index in an area of the left inferior parietal lobe were positively linked. The investigation did not provide any evidence of a connection between schizotypy and the volume in prefrontal areas and the precuneus. The same applies to the possible connection between schizotypy and cortical folding in the prefrontal cortex, which is included in the hypotheses. Especially the structure of white brain matter seems to be linked to schizotypal personality traits. The contrasting associations with the directionality of frontostriatal fiber tracts could be a result of schizotypy constructs´ heterogeneity caused by the multitude of genetic and environmental factors involved. Assuming the existence of a continuum from schizotypal traits in healthy individuals to schizophrenic disorder, the results with a negative correlation between positive, disorganized schizotypy as well as the overall value and fractional anisotropy tend to be congruent with observations in schizophrenia. The results could support the idea of a change in the connectivity of white brain matter that is decisive for the development of a schizophrenic disorder. As a consequence, secondary, measurable volumetric changes in the area of the frontal lobe and the precuneus, possibly characterizing the onset of the disease, are conceivable. The results of this work could support the idea of a function of the cerebellum that is involved in emotion perception and mentalizing and thus goes beyond motor functions. The observed correlation between cognitive-perceptive schizotypy and gyrification index in the parietal lobe could result from a changed early childhood brain development with a genetic component. The long-term observation of the test persons makes sense for the detection of an actual conversion to schizophrenic disorder depending on the structural correlations of schizotypy shown in this work.


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