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"Stress und Gedächtnis" am 5.5.2011 beim Ev. Forum Westfalen im
Stress und Gedächtnis Prof. Oliver T. Wolf Fakultät für Psychologie Arbeitseinheit Kognitionspsychologie Ruhr-Universität Bochum Übersicht • Stress: Definitionen und physiologische Korrelate • Stress und Gedächtnis: Akute Effekte • • • Konsolidierung versus Abruf Stress und Gedächtnis: Chronische Effekte • Hippocampus und PFC versus Amygdala • Veränderungen im höheren Lebensalter Zusammenfassung und Diskussion Psychischer Stress Situationen welche durch Neuheit, Unsicherheit und Unvorhersehbarkeit gekennzeichnet sind führen zu Stress (Mason, 1968) Situationen in welchen das „soziale Selbst“ (Status, Ansehen) bedroht wird führen zu Stress (Dickerson & Kemeny, 2004) STRESS CRH ACTH Cortisol Gehirn Metabolismus Immunsystem Prüfungen = Stress 35 Prüfung Kontrolltag 30 25 20 15 10 5 prä post Schoofs, Hartmann & Wolf (2008). Stress Beeinflusst Stress unser Gedächtnis? Ja Aber in welche Richtung? Und wie funktioniert das? Beeinflusst Stress unser Gedächtnis? Ein experimentalpsychologischer Zugang 1. Hürde Wie induziere ich Stress im Labor? Trierer Sozial-Stress- Test (TSST) 5 Min. freie Rede & 5 Min. Kopfrechnen Kirschbaum et. al. (1993). Neuropsychobiol Beeinflusst Stress unser Gedächtnis? Ein experimentalpsychologischer Zugang 2. Hürde Wie kann ich Stress objektiv messen? Speichelsammlung mittels Salivetten Stopfen Watterolle Einhänggefäß Zentrifugengefäß Bestimmt werden kann (u.a.) • Cortisol (Marker für HHNA) • -Amylase (Marker für SNS) Psychosozialer Stress im Labor 25 Kein Stress 20 Stress 15 * * Testung 5 Stress 10 0 Baseline +20 +30 +50 Zeit (Min.) Kuhlmann, Piel & Wolf (2005). J Neurosci Beeinflusst Stress unser Gedächtnis? Ein experimentalpsychologischer Zugang Unterschiedliche Gedächtnisphasen Einspeicherung Verfestigung (Konsolidierung) Abruf Vokabel Lernen Vokabel Test Hund = dog Katze = cat Hund = ? Katze = ? Stress, Cortisol und Gedächtnis Akuter Stress hat sowohl verbessernde als auch verschlechternde Effekte Mögliche Erklärungen Unterschiedliche Gedächtnisphasen • • • Enkodierung Konsolidierung Abruf werden unterschiedlich beeinflusst Stress verbessert die Konsolidierung Hormonelle Stressreaktion Stress verschlechtert den Abruf Hormonelle Stressreaktion Stress und Gedächtnis: Die „positive“ Seite Verbesserte emotionale Gedächtniskonsolidierung Free recall of negative pictures Endogene (basale) Cortisolspiegel und emotionale Gedächtniskonsolidierung Preuss, Schoofs & Wolf (2009). Stress und Gedächtnis: Die „negative“ Seite Verschlechterter Gedächtnisabruf Abruf (Hund = ??) Hund = dog Katze = cat Stress Abruf (Hund = dog!) Hund = dog Katze = cat Kein Stress Psychosozialer Stress und Gedächtnisabruf Abruf (erinnerte Worte) in % ??? 80 Kein Stress Stress * 60 40 20 0 Kuhlmann, Piel & Wolf (2005). J Neurosci Exkurs (p < .05): Die 5% Hürde in den empirischen Wissenschaften Politik Wissenschaft Beeinflusst Stress unser Gedächtnis? Ein experimentalpsychologischer Zugang Abruf (Hund = ??) Hund = dog Katze = cat Cortisol Abruf (Hund = dog!) Hund = dog Katze = cat Placebo Cortisol und Gedächtnisabruf 10 * 9 Placebo Cortisol 8 7 6 5 Wolf et al., (2001). Beh. Neurosci. Beeinflusst Stress unser Gedächtnis? Ein experimentalpsychologischer Zugang Hippocampus Hippocampus Cortisol und Gedächtnisabruf: Versuchsablauf (fMRT Studie) Enkodierung Konsolidierung Abruf Cortisol und Gedächtnisabruf: Reduzierte Aktivität im Hippocampus Oei, Elzinga, Wolf et al. (2007). Brain Imaging & Behavior Stress und Gedächtnisabruf Stress und Stresshormone beeinflussen das Gedächtnis: Entgegengesetzte Effekte auf Konsolidierung und Abruf Enkodierung Konsolidierung Abruf Gesteigerte Konsolidierung Beeinträchtigter Abruf Kuhlmann & Wolf (2006) Behav Neurosci Smeets et al. (2008) PNEC Preuss & Wolf (2009) NLM Wolf et al (2001) Behav Neurosci Kuhlmann et al. (2005) J Neurosci Coluccia et al. (2008) J Neurosci Stress und Langzeitgedächtnis Unter Ruhe Konsolidierung Unter Stress Abruf Negative Effekte von Cortisol auf den Gedächtnisabruf: Was tun? Mögliche Ansatzpunkte Lernintensität Stressmanagement Soziale Unterstützung Chronischer Stress bei Tupaias Chronischer Stress bei Tupaias Magarinos et al. J Neurosci (1996) Chronischer Stress reduziert die Anzahl an Dendriten im Hippocampus Magarinos et al. J Neurosci (1996) Chronischer Stress Im Hippocsmpus: Dendritenatrophie und reduzierte Neurogenese Im PFC: Dendritenatrophie und reduzierte Neurogenese In der Amygdala: Dendritenhypertrophie Das Gleichgewicht zwischen diesen Strukturen verschiebt sich unter chronischem Stress Chronischer Stress Unter Ruhe Emotional und reaktiv (Amygdala und Striatum) Unter Stress Überlegt und zielgerichtet (Hippocampus und PFC) Hormonveränderungen im Alter Cort M+F 100% Testo M E2 F 20 40 60 Menopause F Basale HHNA Veränderungen im Alter Van Cauter et al. JCEM (1996) Cortisolspiegel im Alter: Assoziationen mit schlechterer Gedächtnisleistung • Lupien et al.(1994) n = 19 • Seeman et al.(1997) n = 200 • Kalmijn et al.(1998) • Greendale et al. (2000) • Wolf et al. (2002) • Li et al. (2005) • Karlamangla et al. (2005) • MacLullich et al.(2005) • Lee et al. (2007) n = 189 n = 136 n = 44 n = 79 n = 538 n = 97 n = 1140 Beeinträchtigtes HHNA Feedback ist mit schlechterer Gedächtnisleistung assoziiert declarative memory test (items) 18 16 14 12 10 8 Controls 6 T2DM 4 2 0 0 1 2 3 4 5 6 Cortisol (microg/dl) Bruehl et al., (2009). Brain Research Gedächtnisleistung im Alter und Hippocampusvolumen 6 r = .49 n = 30 p < .05 5 4 3 0 10 20 30 40 50 Convit, Wolf, Tarshish & de Leon (2003). PNAS Cortisol und Hippocampusvolumen im Alter Hippocampus Ratio 6 r = -.32, n = 29, p < .05 5 4 0 20 40 60 Cortisol ( g) 80 100 120 Basale Cortisolspiegel im Alter • Cortisolspiegel mit schlechter Gedächtnisleistung und evtl. kleineren Hippocampi assoziiert • Diese Veränderungen sind möglicherweise Teil des metabolischen Syndroms Möglichkeit für behaviorale und/oder pharmakologische Interventionen ? Allgemeine Zusammenfassung • Lern- und Gedächtnisprozesse werden durch Stress beeinflusst • Dies lässt sich auf Verhaltensebene (Tests) und auf Gehirnebene (Bildgebung) zeigen • Verbesserte Konsolidierung aber beeinträchtigter Abruf • Zunahme an automatisiertem, gewohnheitsbasiertem Verhalten • Chronischer Stress beeinflusst Funktion und Struktur des Gehirns • Diese Befunde sind sowohl für die Grundlagenforschung, als auch für die klinischen Anwendungsbereiche von Relevanz Danke an die Mitglieder der AE Kognitionspsychologie Gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit !
