Neuropsychologie der Schizophrenie - Symptome, Kognition, Gehirn

T. Kircher S. Gauggel Neuropsychologie der Schizophrenie Symptome, Kognition, Gehirn

Tilo Kircher Siegfried Gauggel

Neuropsychologie der Schizophrenie Symptome, Kognition, Gehirn Mit 199, zum Teil farbigen Abbildungen und 35 Tabellen

123

Prof. Dr. med. Tilo Kircher Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie Universitätsklinikum der RWTH Aachen Pauwelsstraße 30, 52074 Aachen

Prof. Dr. phil. Siegfried Gauggel Institut für Medizinische Psychologie und Medizinische Soziologie Universitätsklinikum der RWTH Aachen Pauwelsstraße 30, 52074 Aachen

ISBN-13 978-3-540-71146-9 Springer Medizin Verlag Heidelberg Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.d-nb.de abrufbar. Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt. Die dadurch begründeten Rechte, insbesondere die der Übersetzung, des Nachdrucks, des Vortrags, der Entnahme von Abbildungen und Tabellen, der Funksendung, der Mikroverfilmung oder der Vervielfältigung auf anderen Wegen und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. Eine Vervielfältigung dieses Werkes oder von Teilen dieses Werkes ist auch im Einzelfall nur in den Grenzen der gesetzlichen Bestimmungen des Urheberrechtsgesetzes der Bundesrepublik Deutschland vom 9. September 1965 in der jeweils geltenden Fassung zulässig. Sie ist grundsätzlich vergütungspflichtig. Zuwiderhandlungen unterliegen den Strafbestimmungen des Urheberrechtsgesetzes. Springer Medizin Verlag springer.de © Springer Medizin Verlag Heidelberg 2008 Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und MarkenschutzGesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften. Produkthaftung: Für Angaben über Dosierungsanweisungen und Applikationsformen kann vom Verlag keine Gewähr übernommen werden. Derartige Angaben müssen vom jeweiligen Anwender im Einzelfall anhand anderer Literaturstellen auf ihre Richtigkeit überprüft werden. Planung: Renate Scheddin Projektmanagement: Renate Schulz Lektorat: Dr. Johannes Kühnle, Heidelberg Dr. Astrid Horlacher, Dielheim Layout und Einbandgestaltung: deblik Berlin Satz: Fotosatz-Service Köhler, Würzburg SPIN: 11782049 Gedruckt auf säurefreiem Papier

2126 – 5 4 3 2 1 0

V

Vorwort Die »Gruppe der Schizophrenien« ist die faszinierendste und komplexeste psychische Störung des Menschen. Durch sie werden die fundamentalen Konstituenten der Person betroffen, nämlich Denken, Fühlen, Wahrnehmung, Willensbildung und Handeln. Der Schizophrenie – wobei wir von keiner nosologischen Entität ausgehen können1 – liegt eine Störung des Gehirns zugrunde, unserem komplexesten Organ, dessen Funktionsweise wir erst in Ansätzen beginnen zu verstehen. Durch die schillernde Vielfalt der Symptome und der Kompliziertheit des Gehirns, widersetzt sich die Schizophrenie einfachen pathophysiologischen Erklärungsmechanismen und stellt daher eine große Herausforderung für die Forschung dar. In den letzten Jahren erzielten die Neurowissenschaften große Fortschritte, wovon auch die Forschung zur Ätiologie und Pathogenese über die Schizophrenie erheblich profitiert hat. Seit Ende der 80er-Jahre des letzten Jahrhunderts hat sich eine große Anzahl an Befunden zur Kognitionspsychologie und Bildgebung der Schizophrenie angesammelt, die für den Einzelnen kaum mehr überschaubar sind. Das vorliegende Buch soll nun erstmalig für den deutschsprachigen Raum eine Übersicht über den aktuellen Erkenntnisstand liefern, wobei wir dieses Buch in der Tradition der Arbeiten von, unter anderen, Wilhelm Wund, Emil Kraepelin und Carl Gustav Jung sehen, die experimentalpsychologische Methoden in die Psychiatrie eingeführt und zur ersten Blüte gebracht haben, im Sinn einer »experimentellen Psychopathologie« (Kraepelin). Dies trägt auch der in den letzten Jahren zu verzeichnenden Denosologisierung in der psychiatrischen Diagnostik Rechnung. Den inhaltlichen Schwerpunkt in diesem Herausgeberwerk bilden einerseits Befunde zu kognitiven Domänen (wie Aufmerksamkeit, Gedächtnis), andererseits neuropsychologische Modellvorstellungen zur Entstehung von Symptomen (z. B. Halluzinationen, formale Denkstörungen) sowie ihren neuralen Korrelaten. Ziel der verschiedenen Forschungsansätze ist es, die Entstehung von Symptomen und kognitiven Störungen mit naturwissenschaftlichen Methoden zu erklären und die Verbindung zwischen psychischen und neuralen Prozessen aufzuzeigen. Auf das Verhältnis von erklärenden und verstehenden Ansätzen wird in mehreren Kapiteln eingegangen. Ein Wort der Vorsicht: Es darf nicht vergessen werden, dass es sich bei neuropsychologischen Domänen, Symptomen und ihren neuralen Korrelaten, um Konstrukte handelt. Diese kommen nicht notwendigerweise so als Entitäten in der Natur vor. Dies gilt auch für bildgebende Befunde. Die in diesem Buch gezeigten funktionellen Aktivierungen sind letztlich mathematische Wahrscheinlichkeiten, die zur Veranschaulichung auf Gehirne projiziert werden. Diese dürfen nicht naiv als »reale Hirnaktivierungen« gesehen werden, sondern als Endstrecke komplexer Modellannahmen über die Funktion des Gehirns, komplexer technischer Aufnahmeverfahren und komplizierter mathematischer Berechnungen. Vor einer Überinterpretation sei deshalb explizit gewarnt, weil überschwänglich aufgebauschte Befundinterpretationen, insbesondere zu neurowissenschaftlichen Modethemen, zu Enttäuschungen in der Zukunft führen könnten. Im ersten Teil des Buches wird in konzeptuelle und methodische Grundlagen eingeführt, die für das Verständnis der Erkrankung, ihrer Erforschung, die Forschungsmethoden und ihre Grenzen fundamental sind. Nur wer über Möglichkeiten und Grenzen von Modellen und Methoden weiß, kann auch die darauf aufbauenden Befunde und Interpretationen kritisch würdigen. Im zweiten Teil des Buches werden Befunde zu den einzelnen kognitiven Domänen zusammengefasst, wobei jeweils komplementäre Geschwisterkapitel, eines zur Neuropsychologie, eines zu den neuralen Korrelaten der einzelnen Domänen, gegenüber gestellt sind. In jedem Kapitel wird eine Einführung zur Definition der Domänen und ihrer experimentellen Zugangsmöglichkeit gegeben. Gleiches gilt für den dritten Teil des Buches, wo wichtige Symptome bzw. Symptomkomplexe in analoger Weise behandelt werden. Hier ist insbesondere faszinierend, wie einzelne Symptome mittels bildgebender Verfahren mit den neuralen Korrelaten in Verbindung gebracht werden können.

1

Der besseren Lesbarkeit wegen sprechen wir von »Erkrankung« und »der Schizophrenie«, obwohl wir von einer heterogenen Ätiologie ausgehen, die aber bisher noch nicht zu einer vernünftigen Neuklassifikation geführt hat.

VI

Vorwort

Im letzten Teil werden verschiedene Ansätze zur Therapie kognitiver Störungen bei Schizophrenie vorgestellt. Das Buch wird abgerundet durch einen Hirnatlas, der die Orientierung erleichtern und weiterhin zur Standardisierung der Nomenklatur beitragen soll. Bei allen Autoren sowie bei Frau Scheddin und Frau Schulz vom Springer-Verlag möchten wir uns herzlich für ihre Arbeit und Unterstützung zum Gelingen dieses Buches bedanken. Wir würden uns freuen, wenn es fächerübergreifend breites Interesse bei Klinikern, Wissenschaftlern und Studenten der Medizin und Psychologie finden würde. Aachen, im Oktober 2007 Tilo Kircher und Siegfried Gauggel

VII

Inhaltsverzeichnis I 1

1.1 1.2 1.3

3.4

Grundlagen Schizophrene Psychosen im Spannungsfeld von Kognition, Affekt und Volition – Die psychiatriehistorische Perspektive . . . . . . . Paul Hoff und Anastasia Theodoridou Die paradigmatische Rolle der Schizophrenie . Bedeutende Psychosekonzepte mit Blick auf die Rolle der Kognition . . . . . . . . . . . . . Kognition und darüber hinaus – Zur Zukunft des Schizophreniebegriffs . . . . . . . . . . . . . Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3

. . . .

4

. . . .

4

. . . . . . . .

10 11

2

Was ist Kognition? Grundlagen und Methoden Siegfried Gauggel

2.1 2.2 2.3 2.4

Einleitung . . . . . . . . . . . . Historisches . . . . . . . . . . . Kognitive Neuropsychologie Perspektiven . . . . . . . . . . . Literatur . . . . . . . . . . . . .

3

Methodik der funktionellen Magnetresonanztomographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Thilo Kellermann, Tony Stöcker und N. Jon Shah

3.1 3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.1.4 3.1.5 3.1.6 3.1.7 3.2 3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.2.4 3.3 3.3.1 3.3.2

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

12 . . . . .

Überblick zur Funktionsweise der Magnetresonanztomographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Atomkerne, Spins und makroskopische Magnetisierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Resonanz: Hochfrequenzpulse und das Magnetresonanzsignal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Relaxationsmechanismen und MR-Kontrastverhalten MR-Bildgebung: Ortskodierung durch Gradientenfelder und die MR-Sequenz . . . . . . . . . . . . . . . . Einfluss der MR-Sequenz auf die Bildqualität . . . . . Komponenten eines MR-Tomographen . . . . . . . . . MRT-Sicherheitsaspekte . . . . . . . . . . . . . . . . . . Messmethodik der fMRT . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ultraschnelle Bildgebung: EPI . . . . . . . . . . . . . . . Suszeptibilitätsgewichtung mittels des T2*-Kontrastes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Vor- und Nachteile der fMRT bei starken Magnetfeldern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . fMRT-Qualitätskontrolle . . . . . . . . . . . . . . . . . . Physiologische Grundlagen der fMRT . . . . . . . . . . Arten des fMRT-Kontrastes . . . . . . . . . . . . . . . . . Der BOLD-Mechanismus und die hämodynamische Impulsantwort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

13 13 17 17 18

3.4.1 3.4.2 3.4.3 3.4.4 3.4.5 3.5

20 21

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

27 27 29 30 32 32 33 35

Grundlagen der Diagnostik einer schizophrenen Psychose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Die drei Säulen der Diagnostik in der Psychiatrie . . . ICD-10, DSM-IV und zukünftige Klassifikationssysteme – Wird die Diagnose der Schizophrenie aufgelöst?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ätiologie der Schizophrenie . . . . . . . . . . . . . . . . Die Schizophrenie als genetisch vermittelte Enzephalopathie – Die ersten Risikogene NR-1 und Dysbindin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Welche Umweltfaktoren sind für den Ausbruch einer schizophrenen Psychose relevant? . . . . . . . . Gen-Umwelt-Interaktionen. . . . . . . . . . . . . . . . . Pathophysiologie der Schizophrenie: Jenseits der Dopaminhypothese . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Die neurobiologischen Grundlagen der Schizophrenie Hirnentwicklungsstörung, degenerativer Prozess oder beides? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Die Mehrläsionshypothese (»Several Hit Hypothesis«) – Ein integratives pathophysiologisches Konzept. . . Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.1.1 4.1.2

4.2 4.2.1

4.2.2 4.2.3 4.3 4.3.1 4.3.2 4.3.3

37 37

38 38

38 39 39 39 39 40 41 42 42

5

Genetische Aspekte neuropsychologischer Störungen bei schizophrenen Patienten . . . . . . . 44 Michael Wagner und Wolfgang Maier

5.1 5.2

Familiarität schizophrener Störungen . . . . . . . . . . Neuropsychologische Endophänotypen der Schizophrenie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Neurophysiologische Besonderheiten bei Verwandten schizophrener Patienten . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bildgebung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Endophänotypen und Variation des genetischen Risikos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Genetische High-risk-Studien . . . . . . . . . . . . . . . Erblichkeit von Endophänotypen . . . . . . . . . . . . .

5.2.1

26

. . . . . . . .

4.1

25 25 25 25 25

. . . . . . . .

Diagnose, Ätiologie und Neuropathophysiologie der Schizophrenie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 Peter Falkai

4.4 21 22 23 24 24 24

. . . . . . . .

4

20 20

Konstruktion und Auswertung von fMRT-Experimenten . . . . . . . . . . . . . . Vorverarbeitung . . . . . . . . . . . . . . . . Experimentelle Designs . . . . . . . . . . . . Statistische Analyse von fMRT-Zeitreihen Gruppenstatistiken . . . . . . . . . . . . . . Multiples Testen . . . . . . . . . . . . . . . . Zusammenfassung und Ausblick . . . . . . Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5.2.2 5.2.3 5.2.4 5.2.5

45 45 46 48 48 49 50

VIII

Inhaltsverzeichnis

5.3

Molekulargenetik der Schizophrenie – Assoziationsund Kopplungsuntersuchungen . . . . . . . . . . . . . Assoziations- und Kopplungsbefunde zur Schizophrenie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Genvarianten und Endophänotypen der Schizophrenie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Neuropsychologische Störungen und Psychosen bei velokardiofazialem Sydrom . . . . . . . . . . . . . . Dispositionsgene und Endophänotypen . . . . . . . . Fazit und Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5.3.1 5.4 5.4.1 5.4.2 5.5

50 53 53 53 55 57

6

Verlauf kognitiver Störungen bei Schizophrenien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 Seza Özgürdal und Georg Juckel

6.1 6.2 6.3

Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kognitive Leistung und neuropsychologische Tests Frühverlauf von kognitiven Störungen bei der Schizophrenie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kognitive Störungen bei High-Risk-Kindern . . . . . Kognitive Störungen bei Prodromalpatienten der Schizophrenie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kognitive Störungen bei schizophrenen Patienten Einfluss von Verlaufsparametern auf kognitive Störungen bei der Schizophrenie . . . . . . . . . . . Trait- und State-Merkmale . . . . . . . . . . . . . . . . Vulnerabiliätsmarker, Episodenmarker und erworbene Beeinträchtigungen . . . . . . . . . . . . Zusammenfassung und Diskussion . . . . . . . . . . Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6.3.1 6.3.2 6.3.3 6.4 6.4.1 6.4.2 6.5

. .

59 59

. .

60 60

.

62 64

. .

66 66

. . .

67 67 68

7

Kognition bei Kindern und Jugendlichen mit Schizophrenie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 Claudia Mehler-Wex, Christina Schwenck und Andreas Warnke

7.1 7.2 7.2.1 7.2.2 7.2.3 7.2.4 7.2.5 7.2.6 7.3 7.3.1

Altersspezifische Besonderheiten . . . . . . . . . . . . Neurokognitive Parameter . . . . . . . . . . . . . . . . . Aufmerksamkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Gedächtnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Exekutive Funktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sprache . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Visuelle Funktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ereigniskorrelierte Potentiale . . . . . . . . . . . . . . . Untersuchungen zu Risikoprobanden . . . . . . . . . . Kinder und Jugendliche mit genetischem Risiko für Schizophrenie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kinder und Jugendliche mit Belastung durch schizotype Erkrankungen . . . . . . . . . . . . . . . . . Studien zum Vergleich mit dem Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitäts-Syndrom . . . . . . . . . . . . . Studien zum Vergleich mit affektiven Erkrankungen Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7.3.2 7.3.3 7.3.4 7.4

8

Kognition bei Modellpsychosen . . . . . . . . . . . 82 E. Gouzoulis-Mayfrank

8.1 8.2 8.2.1 8.2.2 8.2.3 8.2.4 8.3

Rationale für die Forschung mit Psychosemodellen Humane pharmakologische Psychosemodelle . . . Das PCP-/Ketamin-Modell . . . . . . . . . . . . . . . . Das LSD-Modell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Das Amphetaminmodell . . . . . . . . . . . . . . . . . Das Cannabinoidmodell . . . . . . . . . . . . . . . . . Kognition in humanen pharmakologischen Psychosemodellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kognition im NMDA-Antagonistenmodell . . . . . . Kognition im LSD-Modell . . . . . . . . . . . . . . . . . Kognition im Amphetaminmodell . . . . . . . . . . . Kognition im Cannabinoidmodell . . . . . . . . . . . Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

50

71 73 73 74 74 74 75 75 76

8.3.1 8.3.2 8.3.3 8.3.4 8.4

. . . . .

83 85 86 86 87 87

. . . . . . .

88 89 91 92 92 93 94

9

Zum Verhältnis von Gehirn und Bewusstsein – Philosophische Aspekte . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 Michael Pauen

9.1 9.2 9.2.1 9.2.2 9.3 9.3.1 9.3.2 9.4 9.4.1 9.4.2 9.4.3 9.4.4 9.5

Der Begriff des Bewusstseins . . . . Grundsatzprobleme . . . . . . . . . . Dualismus . . . . . . . . . . . . . . . . Monismus . . . . . . . . . . . . . . . . Methodische Fragen . . . . . . . . . . Reduktion und Emergenz . . . . . . Phänomenales Bewusstsein . . . . . Einzelprobleme . . . . . . . . . . . . . Subjektivität . . . . . . . . . . . . . . . Willensfreiheit und Verantwortung Handlungs- und Willensfreiheit . . . Freiheit als Selbstbestimmung . . . Fazit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . .

10

Zur Beziehung von Phänomenologie und Kognitionspsychologie – Die Konzeptgeschichte der schizophrenen Intentionalitätsstörung . . . . 105 Christoph Mundt

10.1 10.2 10.3

Das Methodenparadigma der Phänomenologie Störung der Intentionalität in der Schizophrenie Neurokognitive Entsprechungen zur Psychopathologie der Intentionalität . . . . . . . Zusammenfassung und Ausblick . . . . . . . . . . Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10.4

. . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . .

97 97 98 99 101 101 101 102 102 102 103 103 104 104

. . . 106 . . . 109 . . . 113 . . . 116 . . . 116

76

11

Psychopathologie und Neurowissenschaften . . 118 Wolfgang Gaebel und Jürgen Zielasek

11.1 11.2 11.3 11.3.1 11.3.2

Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . Psychopathologie der Schizophrenie Was sind »Neurowissenschaften«? . . Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . Fächer der Neurowissenschaften . . .

78 78 79 79 80

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

119 120 120 120 121

IX Inhaltsverzeichnis

11.4 11.5 11.5.1 11.5.2 11.5.3 11.5.4 11.6

Welche »Neurowissenschaften« sind für die Psychopathologie der Schizophrenie relevant? . . . . Konzepte der Verbindung von Neurowissenschaften und Psychopathologie der Schizophrenie . . . . . . . Modularität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Netzwerkmodelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Anwendung in der Schizophrenieforschung . . . . . Funktionale Psychopathologie . . . . . . . . . . . . . . Zusammenfassung und Ausblick . . . . . . . . . . . . . Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

121 123 123 125 125 127 129 129

12

Schizophrenie und Schlaf . . . . . . . . . . . . . . . . 132 Sören Krach und Michael Grözinger

12.1 12.2 12.3 12.4 12.5

Neuropsychologie und Schlaf . . . . . . . . . . . . Grundbegriffe der Schlafphysiologie . . . . . . . Hirnaktivierung im Schlaf . . . . . . . . . . . . . . Schizophrenie und Schlafstörungen . . . . . . . . Neuropsychologische Parameter, Schizophrenie und Schlaf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kritische Stellungnahme . . . . . . . . . . . . . . . Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12.6

II

. . . .

. . . .

. . . .

133 133 135 137

. . . 138 . . . 139 . . . 139

Kognitive Domänen und ihre neuralen Korrelate Wahrnehmung – Psychologie . . . . . . . . . . . . . 145 Andreas Fallgatter, Julia Langer

13.1 13.2 13.3 13.3.1 13.3.2 13.3.3 13.3.4 13.3.5 13.4 13.5

Warum Wahrnehmung? . . . . . . . . . . . . . . . Grundlagen akustisch evozierter Potenziale . . . Einzelne akustisch evozierte EKP-Komponenten Frühe akustisch evozierte Potenziale . . . . . . . P50 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . N100 (N1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . N200 (N2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . »mismatch negativity« . . . . . . . . . . . . . . . . Visuelle Defizite bei Schizophrenien . . . . . . . . Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14

Wahrnehmung – Bildgebung . . . . . . . . . . . . . 155 Heike Thönnessen und Klaus Mathiak

. . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . .

Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Auditorische Verarbeitung bei Schizophrenie . . . . . Anatomie des auditorischen Systems . . . . . . . . . . Sprachverarbeitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Funktionelle Bildgebung des auditorischen Systems Kombination von funktionaler Bildgebung und Elektroenzephalogramm (EEG) . . . . . . . . . . . 14.3.2 Kombination von funktionaler Bildgebung und Magnetenzephalographie (MEG) . . . . . . . . . .

146 146 147 147 147 150 150 151 152 154 154

156 156 156 157 157 158 159

160 161 161 161 162 162 162 162 163 163 163 164

15

Aufmerksamkeit – Psychologie . . . . . . . . . . . . 166 Norbert Kathmann und Benedikt Reuter

15.1 15.2

Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Differentialpsychologische Aufmerksamkeitskonzepte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Testverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Interpretation von Testleistungen . . . . . . . . . . Kognitions- und neuropsychologische Konzepte der Aufmerksamkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Alertness . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Vigilanz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Selektive Aufmerksamkeit . . . . . . . . . . . . . . . Störungen der Aufmerksamkeitsfunktionen bei Schizophrenie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Leistungen in psychometrischen Aufmerksamkeitstests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Alertness . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Vigilanz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Aufmerksamkeitszuwendung zu seltenen und aufgabenrelevanten Reizen . . . . . . . . . . . Räumliche Aufmerksamkeitsverteilung . . . . . . . Latente Hemmung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Negative Priming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Zusammenfassung und Ausblick . . . . . . . . . . . Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.2.1 15.2.2 15.3

13

14.1 14.1.1 14.1.2 14.2 14.3 14.3.1

14.3.3 Integration von BOLD- und MEG-Signal . . . . . . . . 14.4 Denkstörungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14.4.1 Anatomische Korrelate von Denkstörungen im auditorischen System . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14.4.2 Funktionelle Bildgebung bei Denkstörungen . . . . . 14.5 Halluzinationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14.5.1 Anatomische Korrelate von Halluzinationen im auditorischen System . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14.5.2 Funktionelle Bildgebung bei Halluzinationen . . . . . 14.6 Komplexe auditorische Stimuli . . . . . . . . . . . . . . 14.7 Verteilte neuronale Netzwerke bei auditorischen Aufgaben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14.8 Verknüpfung auditorischer und limbischer Systeme 14.9 Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.3.1 15.3.2 15.3.3 15.4 15.4.1 15.4.2 15.4.3 15.4.4 15.4.5 15.4.6 15.4.7 15.5

16

. . 167 . . 167 . . 167 . . 169 . . . .

. . . .

169 169 170 170

. . 173 . . 173 . . 174 . . 174 . . . . . .

. . . . . .

175 176 176 177 178 178

Aufmerksamkeit – Bildgebung . . . . . . . . . . . . 180 Bianca Voß und Renate Thienel

16.1

Hirnphysiologische Korrelate von Aufmerksamkeitskomponenten bei Gesunden . . . . . . . . . . . . . . . 16.1.1 Die drei Aufmerksamkeitssysteme nach Posner und Petersen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16.1.2 Das Aufmerksamkeitsmodell nach van Zomeren und Brouwer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16.1.3 Befunde aus bildgebenden Studien bei Gesunden . 16.2 Hirnfunktionelle Aufmerksamkeitsdefizite bei Patienten mit Schizophrenie . . . . . . . . . . . . .

181 181 182 183 185

X

Inhaltsverzeichnis

16.2.1 Defizite der selektiven Aufmerksamkeit bei Schizophrenie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16.2.2 Befunde aus bildgebenden Untersuchungen bei Patienten mit Schizophrenie zur selektiven Aufmerksamkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16.2.3 Defizite im Bereich Daueraufmerksamkeit bei Schizophrenie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16.2.4 Befunde aus bildgebenden Studien zu Defiziten in der Daueraufmerksamkeit bei Schizophrenie 16.3 Zusammenfassung und Ausblick . . . . . . . . . . Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

19

Arbeitsgedächtnis – Psychologie . . . . . . . . . . . 231 Robert Christian Wolf und Henrik Walter

19.1 19.2 19.2.1 19.2.2 19.2.3 19.2.4 19.3

Das Arbeitsgedächtnis: Konzept und Modell . . . Arbeitsgedächtnistests: Domänen und Prozesse . Verbales Arbeitsgedächtnis . . . . . . . . . . . . . . Räumliches Arbeitsgedächtnis . . . . . . . . . . . . Zentrale Exekutive . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Weitere verbale Paradigmen . . . . . . . . . . . . . . Arbeitsgedächtnis und Psychopathologie schizophrener Störungen . . . . . . . . . . . . . . . . . Arbeitsgedächtnisdefizite in der Schizophrenie – ein spezifisches Defizit? . . . . . . . . . . . . . . . . . Arbeitsgedächtnisdefizite in der Schizophrenie – eine supramodale Störung? . . . . . . . . . . . . . . Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . 185

. . . 186 . . . 189 . . . 190 . . . 193 . . . 193

19.4

. . . . . .

. . . . . .

232 234 234 236 236 236

. . 237 . . 238

17

Motorik – Psychologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194 Thomas Jahn

19.5

17.1 17.2 17.2.1 17.2.2 17.2.3

Konzepte der Motorikforschung . . . . . . . . . . . . . Methoden der Motorikforschung . . . . . . . . . . . . Beispiel Motoskopie: Brief Motor Scale (BMS) . . . . . Beispiel Motometrie: Motorische Leistungsserie (MLS) Beispiel Motografie: Manual zur kinematischen Analyse motorischer Zeichen (MAZ) . . . . . . . . . . . Motorik als Gegenstand der Schizophrenieforschung Antipsychotikainduzierte extrapyramidalmotorische Symptome . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Diskrete motorische Zeichen als neurologische »soft signs« . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Definition und Untersuchung . . . . . . . . . . . . . . . Prävalenzen und Korrelate . . . . . . . . . . . . . . . . . Motorische »soft signs« als Vulnerabilitätsmarker . . Okulomotorische Dysfunktionen . . . . . . . . . . . . . Definition und Untersuchung . . . . . . . . . . . . . . . Blickfolgesystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sakkadensystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Störungen der Manumotorik . . . . . . . . . . . . . . . Veränderte motorische Lateralisierung . . . . . . . . . Zusammenschau und Integration der Befunde . . . . Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

195 195 196 196

19.6

20

Arbeitsgedächtnis – Bildgebung . . . . . . . . . . . 242 Oliver Gruber

196 197

20.1

Neuronale Korrelate von Arbeitsgedächtnisfunktionen im menschlichen Gehirn . . . . . . . . . . . . . Pionierstudien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Modelle der funktionellen Organisation des lateralen präfrontalen Kortex und des Arbeitsgedächtnisses Funktionelle Neuroanatomie des Arbeitsgedächtnisses aus einer evolutionsbiologischen Perspektive Die komplementäre Rolle experimentell-neuropsychologischer Forschung . . . . . . . . . . . . . . . . Zusammenfassung und Ausblick . . . . . . . . . . . . . Neuronale Grundlagen gestörter Arbeitsgedächtnisfunktionen bei schizophrenen Patienten . . . . . . . . Konzeptuelle Vorbemerkungen . . . . . . . . . . . . . Funktionell-bildgebende Studien zum Arbeitsgedächtnis bei Schizophrenie: Heterogene Ergebnisse und interpretatorische Herausforderungen . . . . . . Funktionelle Bildgebung des Arbeitsgedächtnisses und Psychopathologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Untersuchung gestörter zerebraler Konnektivität . . Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17.3 17.4 17.5

198

20.1.1 20.1.2

199 199 200 201 202 202 204 205 205 209 211 214

20.1.3

18

Motorik – Bildgebung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216 Johannes Schröder

20.2.4 20.3

18.1 18.2 18.2.1 18.2.2 18.2.3

Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Morphometrische Untersuchungen . . . . . . . . . . . Zerebelläre Veränderungen . . . . . . . . . . . . . . . . Untersuchungen des Gesamthirns . . . . . . . . . . . . Entstehung der morphometrischen Veränderungen und Entwicklung der NSS . . . . . . . . . . . . . . . . . Funktionelle Untersuchungen . . . . . . . . . . . . . . Funktionelle Magnetresonanztomographie . . . . . . Mögliche Medikamenteneffekte . . . . . . . . . . . . . fMRT unter Kontrolle der Bewegungsleistung . . . . . Training und klinischer Verlauf . . . . . . . . . . . . . . Bildgebende Verfahren und das Verständnis der NSS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17.5.1 17.5.2 17.5.3 17.6 17.6.1 17.6.2 17.6.3 17.7 17.8 17.9

18.3 18.3.1 18.3.2 18.3.3 18.3.4 18.4

217 218 218 219 220 221 221 223 224 225 228 229

20.1.4 20.1.5 20.2 20.2.1 20.2.2

20.2.3

. . 239 . . 241 . . 241

243 243 243 243 246 246 247 247

248 249 249 250 251

21

Gedächtnis – Psychologie . . . . . . . . . . . . . . . . 252 Cornelia Exner

21.1

Stärke der Beeinträchtigungen im Gedächtnisbereich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Beeinträchtigte Gedächtnissysteme . . . . . . . . Langzeitgedächtnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kurzzeit- und Arbeitsgedächtnis . . . . . . . . . . Materialeffekte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Verbales Gedächtnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . Visuell-räumliches Gedächtnis . . . . . . . . . . . Autobiographisches Gedächtnis . . . . . . . . . . Emotionales Material . . . . . . . . . . . . . . . . .

21.2 21.2.1 21.2.2 21.3 21.3.1 21.3.2 21.3.3 21.3.4

. . . . . . . . .

. . . . . . . . .

. . . . . . . . .

254 254 254 257 257 257 257 258 258

XI Inhaltsverzeichnis

21.4 Beeinträchtigte Prozesse und Mechanismen . . . . . 21.4.1 Enkodierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.4.2 Speicherung und Erhalt von Informationen im Langzeitgedächtnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.4.3 Abruf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.4.4 Kontextgedächtnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.4.5 Metagedächtnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.5 Gedächtnisdefizite im Kontext anderer kognitiver Defizite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.5.1 Intellektuelles Leistungsniveau . . . . . . . . . . . . . . 21.5.2 Verarbeitungsgeschwindigkeit . . . . . . . . . . . . . . 21.5.3 Aufmerksamkeitsprozesse . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.5.4 Exekutive Funktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.6 Gedächtnisdefizite im Krankheitsverlauf . . . . . . . . 21.6.1 Gedächtnisdefizite im Prodromalstadium . . . . . . . 21.6.2 Gedächtnisdefizite bei Erstmanifestation . . . . . . . 21.6.3 Gedächtnisdefizite im Langzeitverlauf der Erkrankung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.6.4 Gedächtnisdefizite bei nicht erkrankten Verwandten schizophrener Patienten . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.7 Zusammenhänge von Gedächtnisdefiziten und psychopathologischer Symptomatik . . . . . . . 21.7.1 Zusammenhänge mit der Symptomschwere . . . . . 21.7.2 Zusammenhänge mit Symptomdimensionen . . . . 21.7.3 Einfluss von Erkrankungsphasen . . . . . . . . . . . . . 21.7.4 Vergleich mit anderen psychischen Störungen . . . . 21.8 Einfluss weiterer Moderatorvariablen . . . . . . . . . . 21.8.1 Geschlechtsunterschiede . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.8.2 Alterseffekte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.8.3 Medikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.9 Prognostischer Wert von Gedächtnisdefiziten für den Rehabilitationsverlauf . . . . . . . . . . . . . . . 21.10 Gedächtnisdefizite im Kontext neurobiologischer Schizophreniemodelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.11 Behandlung von Gedächtnisdefiziten . . . . . . . . . . 21.11.1 Medikamentös . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.11.2 Neuropsychologische Therapie . . . . . . . . . . . . . . Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

259 259 260 261 261 261 262 262 262 262 262 263 263 263 263 264 264 264 264 265 265 266 266 266 266 267 267 267 267 268 268

22

Gedächtnis – Bildgebung . . . . . . . . . . . . . . . . 270 Susanne Weis und Axel Krug

22.1

Funktionelle Neuroanatomie des nondeklarativen(impliziten) Gedächtnisses . . . . . . . . . . . . . . . . Klassische Konditionierung . . . . . . . . . . . . . . . Priming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Prozedurales Gedächtnis . . . . . . . . . . . . . . . . . Funktionelle Neuroanatomie des expliziten (deklarativen) Gedächtnisses . . . . . . . . . . . . . . Gedächtniseinspeicherung (Enkodierung) . . . . . . Gedächtnisabruf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Meta-Gedächtnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Strukturelle Veränderungen von relevanten Gehirnregionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

22.1.1 22.1.2 22.1.3 22.2 22.2.1 22.2.2 22.2.3 22.3

. . . .

271 271 271 271

. . . .

272 274 278 281

. 282

22.3.1 Strukturelle Veränderungen des Gehirnes im Kontext neurobiologischer Schizophreniemodelle . . . . . . . 283 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283

23

Exekutivfunktionen – Psychologie . . . . . . . . . . 285 Bernhard Müller

23.1 23.1.1 23.1.2 23.1.3 23.1.4 23.2 23.3 23.4

Modelle exekutiver Funktionen . . . . . . . . . . . . . Das »Supervisory-Attentional«-System . . . . . . . . Die zentrale Exekutive des Arbeitsgedächtnisses . . Exekutive Funktion als Handlungssteuerung . . . . Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Lokalisation exekutiver Leistungen . . . . . . . . . . Tests zur Untersuchung exekutiver Leistungen . . . Befunde zu exekutiven Leistungen bei Schizophrenie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Exekutive Leistung im Verlauf der Erkrankung . . . Prodromalphase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Exekutive Leistung bei früh erkrankten Patienten . Exekutive Leistungen bei ersterkrankten Patienten Exekutive Funktionen im Krankheitsverlauf . . . . . Exekutive Leistungen und Symptomatik . . . . . . . Genetik und exekutive Leistungen . . . . . . . . . . . Medikation und exekutive Leistungen . . . . . . . . Weitere Faktoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Zusammenfassung und Ausblick . . . . . . . . . . . . Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

23.4.1 23.4.2 23.4.3 23.4.4 23.4.5 23.4.6 23.4.7 23.4.8 23.4.9 23.4.10 23.5

. . . . . . .

286 286 287 287 288 288 289

. . . . .

295 295 295 295 296 296 296 297 297 298 299 299 300

. . . . . . .

24

Exekutivfunktionen – Bildgebung . . . . . . . . . . 303 Nina Y. Seiferth und Renate Thienel

24.1 24.2

Exekutive Funktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bildgebung von Exekutivfunktionen im Allgemeinen und bei Schizophrenie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Inhibition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Arbeitsgedächtnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Monitoring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kognitive Flexibilität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Planen, Entscheiden, Problemlösen . . . . . . . . . . . Zusammenfassung und Ausblick . . . . . . . . . . . . . Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

24.2.1 24.2.2 24.2.3 24.2.4 24.2.5 24.3

304 304 305 308 309 310 312 314 314

25

Sprachverständnis – Psychologie . . . . . . . . . . . 316 Benjamin Straube, Antonia Green und Tilo Kircher

25.1 25.2 25.2.1 25.2.2 25.3

Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sprachverstehen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Grundlagen des Sprachverstehens . . . . . . . . . . . Störungen des Sprachverstehens . . . . . . . . . . . Defizitebenen des Sprachverstehens bei Patienten mit Schizophrenie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Defizite der frühen perzeptuellen Verarbeitung . . Defizite auf der semantischen Ebene . . . . . . . . . Defizite auf syntaktischer Ebene . . . . . . . . . . . . Defizite im pragmatischen Verständnis . . . . . . . .

25.3.1 25.3.2 25.3.3 25.3.4

. . . .

317 317 317 322

. . . . .

322 322 323 324 324

XII

25.4 25.4.1 25.4.2 25.4.3 25.4.4

Inhaltsverzeichnis

Klinische Faktoren . . . . . . . . . . . . . . . . Zusammenhang mit Symptomgruppen . . Verlauf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Medikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sprachrezeptionsstörungen – spezifisch für Schizophrenie? . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25.4.5 Sprachtherapie . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25.5 Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

327 327 327 329

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

329 329 330 330

28 28.1 28.2

Soziale Kognition – Bildgebung . . . . . . . . . . . . 357 Leonhard Schilbach und Kai Vogeley

Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Neurowissenschaftliche Untersuchungen von sozialer Kognition bei Schizophrenie . 28.2.1 Hirnstrukturelle Untersuchungen . . . . . . 28.2.2 Funktionelle Bildgebung bei Schizophrenie 28.3 Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . 358 . . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

359 359 359 363 364

26

Sprachverständnis – Bildgebung . . . . . . . . . . . 332 Antonia Green, Benjamin Straube und Tilo Kircher

29

Metakognition – Psychologie . . . . . . . . . . . . . 367 Steffen Moritz

26.1 26.2 26.3 26.4 26.4.1 26.4.2 26.4.3 26.4.4 26.5 26.6 26.6.1 26.6.2 26.7 26.7.1 26.7.2 26.7.3 26.8

Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Überblick über beteiligte Hirnareale . . . . . . Strukturelle Veränderungen . . . . . . . . . . . Grundlegende Sprachverarbeitungsaspekte Hören . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sprachdiskrimination . . . . . . . . . . . . . . . Phonem-Erkennung . . . . . . . . . . . . . . . . Audiovisuelle Sprachverarbeitung . . . . . . . Sprachverarbeitung auf Wortebene . . . . . . Sprachverarbeitung auf Satzebene . . . . . . Syntax . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kontextverarbeitung . . . . . . . . . . . . . . . Komplexe Aspekte der Sprachverarbeitung . Metaphern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Pragmatikverständnis . . . . . . . . . . . . . . . Fazit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Zusammenhang mit Geschlecht, Genetik, anderen Symptomen und Krankheitsverlauf Geschlechtsunterschiede . . . . . . . . . . . . Genetik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Zusammenhang mit anderen Symptomen . Krankheitsverlauf . . . . . . . . . . . . . . . . . . Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

29.1 29.2

Terminologisches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Korrespondenz subjektiver und objektiver kognitiver Leistungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Subjektive kognitive Defizite . . . . . . . . . . . . . . . Die Bedeutung subjektiver kognitiver Defizite für Behandlung und Verlauf . . . . . . . . . . . . . . . . Subjektive Wahrnehmung von Urteilsverzerrungen Verzerrte Vorstellungen eigener Denkvorgänge . . . Metagedächtnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Gedächtniskonfidenz bei korrekten und inkorrekten Gedächtnisurteilen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ursachen metakognitiver Dysfunktionen bei Schizophrenie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

26.8.1 26.8.2 26.8.3 26.8.4 26.9

27 27.1 27.2 27.3

. . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . .

333 333 334 334 334 334 335 336 336 339 339 339 342 342 342 342

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

343 343 344 344 344 345 345

29.2.1 29.2.2 29.2.3 29.2.4 29.3 29.4 29.5 29.6

348 351 352 352 353 354 355 355

368 368 369 369 370 371 371 372 372 374

30

Metakognition – Bildgebung . . . . . . . . . . . . . . 375 Siegfried Gauggel

30.1 30.2

Metakognition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Psychologische Paradigmen (Aufgaben) zur Untersuchung metakognitiver Prozesse . . . Wichtige Befunde . . . . . . . . . . . . . . . . . Metakognition und Störungsbewusstsein . . Lokalisation metakognitiver Prozesse . . . . . Fazit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

30.3 30.4 30.5 30.6

Soziale Kognition – Psychologie . . . . . . . . . . . 347 Martin Brüne

Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Schizophrene Kernsymptomatik und Theory of Mind Neuropsychologische Untersuchungen zur Theory of Mind bei Schizophrenien . . . . . . . . . . . 27.3.1 Symptomatologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27.3.2 Theory of mind und pragmatisches Sprachverständnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27.3.3 Spezifität von ToM-Defiziten . . . . . . . . . . . . . . . . 27.4 Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

368

31 31.1 31.1.1 31.1.2 31.2 31.2.1 31.2.2

. . . . . 376 . . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

377 377 377 378 379 379

Intelligenz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 381 Andreas Wittorf und Stefan Klingberg

Das Konstrukt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382 Intelligenztheorien und -tests . . . . . . . . . . . . . . . 382 Intelligenz und Schizophrenie . . . . . . . . . . . . . . 384 Historische Wurzeln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 384 Neuropsychologische Defizite als Kernsymptome der Schizophrenie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 384 31.2.3 Befunde zur Intelligenzforschung bei Schizophrenien 385 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 389

XIII Inhaltsverzeichnis

III

32

32.1 32.1.1 32.1.2 32.1.3 32.1.4 32.1.5 32.2 32.2.1 32.2.2 32.2.3 32.2.4 32.2.5 32.2.6 32.3 32.3.1 32.3.2 32.3.3 32.3.4 32.4 32.4.1 32.4.2 32.5

33.3.3 Funktionelle Bildgebung und Konnektivitätsuntersuchungen mittels elektromagnetischer Verfahren 422 33.3.4 Störung der Entstehung von Halluzinationen mittels TMS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 423 33.4 Zusammenfassung und Ausblick . . . . . . . . . . . . . 424 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 426

Symptome und ihre neuralen Korrelate Halluzinationen – Psychologie . . . . . . . . . . . . . 393 Daniela Hubl, Thomas Koenig, Werner Strik und Thomas Dierks Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Halluzinationen bei Schizophrenie . . . . . . . . . . . . Epidemiologie der Halluzinationen . . . . . . . . . . . Halluzinationen bei anderen psychiatrischen Erkrankungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Halluzinationen bei somatischen Erkrankungen . . . Halluzinationen bei Gesunden und deren pathologische Bedeutung . . . . . . . . . . . . . . . . . Kognitive Modelle zur Entstehung und Aufrechterhaltung von akustischen Halluzinationen . . . . . . Grundkonditionen und kognitive Basismechanismen der Halluzinationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Überschreiten der Wahrnehmungsschwelle durch intrinsische hypervalente kognitive Schemata . . . . Defizientes Selbstmonitoring innerer Sprache . . . . Ektope Erregungen durch gestörte Diskursplanung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Halluzinationen bei tauben Schizophrenen . . . . . . Halluzinationen – vergessene Erinnerungen? . . . . . Neurobiologisch-neuropsychiatrische Kombinationsmodelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Neuronale Erwartungshaltungen . . . . . . . . . . . . Neurobiologisch-kognitives Modell . . . . . . . . . . . Neuropsychiatrisches 4-Komponenten-Modell . . . . Integration neurophsyiologischer Studien und neuropsychologischer Modellen . . . . . . . . . . Phasischer Charakter der Halluzinationen und Wechselwirkungen mit dem Affekt . . . . . . . . Phasischer Charakter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Halluzinationen und Affekt . . . . . . . . . . . . . . . . Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

394 394 394 395 395 396 396 398 399 400 404 404 405

34.1 34.2

Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Phänomenologie und Konzepte formaler Denkstörungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Parallelen zu neurologischen Syndromen . . . . . . Differenzialdiagnostische Spezifität von formalen Denkstörungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ein kognitives Modell der Sprachproduktion . . . Lexikale Selektion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Form Encoding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Artikulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Selbstmonitoring und Fehlerkorrektur . . . . . . . Kognitionspsychologische und linguistische Befunde bei positiven formalen Denkstörungen . Formale Denkstörungen als Dysfunktion des mentalen Lexikons . . . . . . . . . . . . . . . . . Exekutivfunktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Formale Denkstörungen und Theory of Mind . . . Schlussfolgerungen und Zusammenfassung . . . Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

34.3 34.4 34.5 34.5.1 34.5.2 34.5.3 34.5.4 34.6 34.6.1 34.6.2 34.6.3 34.7

. . 428 . . 428 . . 431 . . . . . .

. . . . . .

432 432 433 434 434 434

. . 434 . . . . .

. . . . .

436 438 440 441 441

35

Formale Denkstörungen – Bildgebung . . . . . . . 443 Carin Klaerding und Tilo Kircher

35.1 35.2

409

35.2.1 35.2.2

Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Strukturelle Bildgebung und formale Denkstörungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Der obere Temporallappen . . . . . . . . . . . . . . Medialer temporaler Kortex und präfrontale Regionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ruheblutflussmessungen und Desorganisationssyndrom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Der obere Temporallappen . . . . . . . . . . . . . . Frontaler Kortex . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Aktivierungsstudien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Neuronale Korrelate positiver FDS während kontinuierlicher Spontansprache . . . . . . . . . . . Temporale Lateralisationsstörungen bei positiven FDS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Negative FDS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Syntax und FDS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sprachverarbeitung und FDS . . . . . . . . . . . . . Kontextverarbeitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . Wortselektion/Arbeitsgedächtnis . . . . . . . . . . Primingstudien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Wortflüssigkeit und Assoziation . . . . . . . . . . .

409 409 409 410 411

Halluzinationen – Bildgebung . . . . . . . . . . . . . 412 Thomas Dierks und Daniela Hubl

33.1 33.2

Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Strukturelle zerebrale Veränderungen im Zusammenhang mit Halluzinationen Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Studienübersicht . . . . . . . . . . . . . . . Funktionelle zerebrale Veränderungen im Zusammenhang mit Halluzinationen Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Studienübersicht . . . . . . . . . . . . . . .

33.3.1 33.3.2

Formale Denkstörungen – Psychologie . . . . . . . 427 André Kirner, Nadja Zellagui und Tilo Kircher

406 406 407 408

33

33.2.1 33.2.2 33.3

34

35.3 35.3.1 35.3.2 35.4 35.4.1

. . . . . . . . 413

35.4.2

. . . . . . . . 413 . . . . . . . . 413 . . . . . . . . 414

35.4.3 35.4.4 35.5 35.5.1 35.5.2 35.5.3 35.5.4

. . . . . . . . 416 . . . . . . . . 416 . . . . . . . . 417

. . 444 . . 444 . . 444 . . 445 . . . .

. . . .

445 445 445 446

. . 446 . . . . . . . .

. . . . . . . .

447 448 448 448 448 449 450 451

XIV

Inhaltsverzeichnis

35.6 Integration: Dyskonnektivität . . . . 35.6.1 Die »Dyskonnektivitätshypothese« der Schizophrenie . . . . . . . . . . . 35.6.2 Diffusionsgewichtete Bildgebung . 35.7 Zusammenfassung . . . . . . . . . . . Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . 452 . . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

452 453 454 454

36

Wahn – Psychologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 456 Steffen Moritz und Tania Lincoln

36.1 36.2 36.3 36.3.1 36.3.2 36.3.3 36.3.4 36.3.5 36.3.6 36.3.7 36.4

Terminologisches . . . . . . . . . . . . . . . . . Probleme des Wahnbegriffs . . . . . . . . . . Kognitionspsychologische Wahntheorien . . Attributionsstil . . . . . . . . . . . . . . . . . . Selbstwert und Wahn . . . . . . . . . . . . . . Voreiliges Schlussfolgern . . . . . . . . . . . . Störungen der attentionalen Verarbeitung Need for closure . . . . . . . . . . . . . . . . . Unkorrigierbarkeit . . . . . . . . . . . . . . . . Theory of Mind . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kognitive Modelle und therapeutische Implikationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Abschließende Bemerkungen . . . . . . . . . Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

36.5

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

457 457 457 458 459 460 463 463 463 464

. . . . . . 465 . . . . . . 466 . . . . . . 467

37

Wahn – Bildgebung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 468 Martin Voss, Peter Kalus, Astrid Knobel und Andreas Heinz

37.1 37.2

Anatomische und bildgebend-korrelative Studien . Neurobiologische Erklärungsmodelle: Störung der dopaminergen und glutamatergen Transmission in anatomischen und bildgebenden Studien . . . . . Dopamin als Neuromodulator . . . . . . . . . . . . . . Dopamin-Glutamat-Interaktionen . . . . . . . . . . . . Bildgebende Untersuchungen neuropsychologischer Erklärungsmodelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Wahnstimmung und Wahnwahrnehmungen . . . . . Kognitive Bias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Verfolgungs- und Beeinflussungswahn als »Theory of Mind«-Störung . . . . . . . . . . . . . . . . . Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

37.2.1 37.2.2 37.3 37.3.1 37.3.2 37.3.3 37.4

38 38.1 38.2 38.3

469

471 471 474 476 476 476 479 481 481

Ich-Störungen – Psychologie . . . . . . . . . . . . . . 484 Dirk Leube und Katharina Pauly

Symptome der Ich-Störung . . . . . . . . . . . Erfassen von Ich-Störungen . . . . . . . . . . . Beispiel für die experimentalpsychologische Untersuchung von Ich-Störungen . . . . . . . 38.4 Modelle der Ich-Störungen . . . . . . . . . . . 38.4.1 Reafferenz und Vorwärtsmodelle . . . . . . . . 38.4.2 Spiegelneurone und Imitation . . . . . . . . . 38.5 Zusammenhang von Phänomenologie und Neurobiologie der Ich-Störung . . . . . . .

. . . . . 485 . . . . . 486

38.6

Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 495 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 495

39

Ich-Störungen – Bildgebung . . . . . . . . . . . . . . 496 Dirk Leube und Katharina Pauly

39.1

Ich-Erleben, Sensomotorik und das menschliche Gehirn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39.2 Die zerebrale Lokalisation der Ich-Störung . . . . . . . 39.2.1 Feedforward-Mechanismen und Bewegungskontrolle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39.2.2 Intention, kognitive Kontrolle und Zielrepräsentation 39.2.3 Spiegelneurone, Imitation und Vorstellung von Handlungen und die Unterscheidung von eigenen und fremden Handlungen . . . . . . . . 39.3 Störungen des Ich-Erlebens im Rahmen neurologischer Syndrome . . . . . . . . . . . . . . . . . 39.4 Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

489 489 489 492

. . . . . 494

498 500

502 504 504 505

40

Affektstörungen – Psychologie . . . . . . . . . . . . 506 Valentin Markov und Ute Habel

40.1 40.1.1 40.1.2 40.2 40.2.1

Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Affekt und Emotion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Rolle und Funktion der Emotionen . . . . . . . . . . . . Emotionstheorien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Emotionstheorien nach James-Lange und Cannon-Bard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kognitive Emotionstheorien . . . . . . . . . . . . . . . . Evolutionsbiologische Theorieansätze . . . . . . . . . Affektive Beeinträchtigungen bei der Schizophrenie Emotionsinduktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Emotionsinduktion und emotionales Erleben . . . . . Emotionale Ausdrucksfähigkeit . . . . . . . . . . . . . . Emotionale Diskrimination . . . . . . . . . . . . . . . . . Emotionales Gedächtnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . Empathie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Spezifische Therapiemöglichkeiten affektiver Beeinträchtigungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

40.2.2 40.2.3 40.3 40.4 40.4.1 40.4.2 40.4.3 40.4.4 40.5 40.6 40.7

507 507 507 507 508 508 508 509 510 510 513 513 515 516 517 518 518

41

Affektstörungen – Bildgebung . . . . . . . . . . . . 520 Irina Falkenberg und Frank Schneider

41.1 41.2

Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Funktionelle Bildgebung von emotionalem Erleben und Verhalten – Befunde bei Gesunden . . . . . . . . Emotionales Erleben – zugrunde liegende Netzwerke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Emotionale Diskriminationsfähigkeit . . . . . . . . . . Emotionales Gedächtnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . Olfaktorik und Affektivität . . . . . . . . . . . . . . . . . Funktionelle Bildgebung des emotionalen Erlebens und Verhaltens schizophrener Patienten . . . . . . . .

41.2.1 . . . .

497 498

41.2.2 41.2.3 41.2.4 41.3

521 522 522 522 523 524 525

XV Inhaltsverzeichnis

41.3.1 Neuronale Korrelate von Affektstörungen bei Schizophreniepatienten – Ergebnisse struktureller und funktioneller Untersuchungen . . . . . . . . . . . 525 41.3.2 Funktionelle Bildgebung des emotionalen Erlebens schizophrener Patienten . . . . . . . . . . . . . . . . . . 526 41.3.3 Emotionale Diskriminationsfähigkeit . . . . . . . . . . 527 41.3.4 Emotionales Gedächtnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . 527 41.3.5 Olfaktorik und Affektivität bei Schizophreniepatienten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 528 41.3.6 Der Einfluss genetischer Faktoren auf die Emotionsverarbeitung bei schizophrenen Patienten . . . . . . 529 41.4 Zusammenfassung und Ausblick . . . . . . . . . . . . . 529 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 530

42

Negativsymptomatik – Psychologie . . . . . . . . . 532 Stefan Lautenbacher

42.1 42.2 42.3 42.4

Fallgeschichte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Positive und negative Symptome der Schizophrenie Zusammenhang zwischen negativen Symptomen und neuropsychologischen Dysfunktionen . . . . . . Hirnstrukturelle Veränderungen bei Negativsymptomatik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Prognose des Krankheitsverlaufs durch neuropsychologische Dysfunktionen und Negativsymptomatik . . Neuropsychologie der schizophrenen Depression . . Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

42.5 42.6 42.7 42.8

533 533 533 534 535 535 536 537 537

43

Negativsymptomatik – Bildgebung . . . . . . . . . 539 Ralf Schlösser, Gerd Wagner und Heinrich Sauer

43.1 43.2 43.2.1 43.2.2 43.3 43.3.1

Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Hirnstrukturelle Befunde . . . . . . . . . . . . . . . . . Magnetresonanztomographie (MRT) . . . . . . . . . »Diffusion tensor imaging« (DTI) . . . . . . . . . . . . Funktionelle Bildgebung . . . . . . . . . . . . . . . . . Untersuchungen von Blutfluss und Metabolismus in Ruhe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Aktivierungsstudien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Spezifische Tracerstudien . . . . . . . . . . . . . . . . Therapieverlaufsuntersuchungen . . . . . . . . . . . Magnetresonanzspektroskopie . . . . . . . . . . . . . 1 H-Spektroskopie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 P-Spektroskopie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Zusammenschau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

43.3.2 43.3.3 43.4 43.5 43.5.1 43.5.2 43.6

. . . . .

540 540 540 545 547

. . . . . . . . .

547 548 550 552 553 553 554 554 555

44

Katatonie – Psychologie . . . . . . . . . . . . . . . . . 560 Georg Northoff

44.1 44.1.1 44.1.2 44.1.3

Symptome der Katatonie . Motorische Symptome . . Behaviorale Symptome . . Affektive Symptome . . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

561 561 561 562

44.2 44.2.1 44.2.2 44.2.3 44.3 44.3.1 44.3.2 44.4

Subjektives Erleben der Katatonie . . . . . . . . . . . Motorische Symptome . . . . . . . . . . . . . . . . . . Subjektives Erleben der motorischen Symptome . Subjektives Erleben der affektiven Symptome . . . Neuropsychologische Befunde bei der Katatonie . Visuelle räumliche Fähigkeiten . . . . . . . . . . . . . Emotional-basierte Entscheidungsfähigkeit . . . . . Pathopsychologische Hypothesen der Symptome der Katatonie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44.4.1 Pathopsychologie der motorischen Symptome . . 44.4.2 Pathopsychologie der behavioralen Symptome . . 44.4.3 Pathopsychologie der affektiven Symptome . . . . 44.5 Zusammenschau der dargestellten Befunde . . . . Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

45

. . . . . . .

563 563 563 564 564 564 564

. . . . . .

565 565 565 566 566 566

Katatonie – Bildgebung . . . . . . . . . . . . . . . . . 567 Georg Northoff und Rabea Paus

45.1 45.1.1 45.2 45.2.1 45.2.2 45.3 45.3.1 45.4

Strukturelle Befunde der Katatonie . . . . . . . . Computertomographie (CT) . . . . . . . . . . . . . Funktionale Befunde der Katatonie . . . . . . . . Magnetresonanztomographie (MRT) . . . . . . . rCBF und SPECT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Elektrophysiologische Befunde der Katatonie . . MRCP (»Movement-related cortical potentials«) Pathophysiologische Hypothesen aufgrund der Befunde durch Bildgebung bei Katatonie . . 45.4.1 Pathophysiologie der motorischen Symptome . 45.4.2 Pathophysiologie der affektiven Symptome . . . 45.4.3 Pathophysiologie der behavioralen Symptome . 45.5 Zusammenschau der dargestellten Befunde . . Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

568 568 568 568 569 570 570

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

570 570 571 572 572 573

IV Therapie 46

Kognitive Verhaltenstherapie bei schizophrenen Störungen – Einfluss auf Symptome und Kognition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 577 Stefan Klingberg, Andreas Wittorf und Gerhard Buchkremer

46.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46.2 Ansätze kognitiver Verhaltenstherapie . . . . . . . . 46.2.1 Überblick über kognitiv verhaltenstherapeutische Ansätze in der Behandlung schizophrener Störungen . . . . . . . . . . . . . . . . 46.2.2 Kognitive Verhaltenstherapie zur Behandlung von psychotischen Symptomen . . . . . . . . . . . . 46.3 Wirkprinzipien kognitiver Verhaltenstherapie bei psychotischen Symptomen . . . . . . . . . . . . . 46.3.1 Beziehungsgestaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46.3.2 Individuelles Vorgehen/Fallkonzeption . . . . . . . .

. 578 . 578

. 578 . 579 . 580 . 580 . 581

XVI

Inhaltsverzeichnis

46.3.3 Bearbeitung der den Wahn aufrechterhaltenden Faktoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46.3.4 Bearbeitung wahnrelevanter kognitiver Prozesse . . 46.3.5 Wirkprinzipien der Bearbeitung von Halluzinationen 46.3.6 Berücksichtigung der neuropsychologischen Funktionsfähigkeit als potenziell limitierenden Faktor 46.4 Wirksamkeit kognitiver Verhaltenstherapie in Bezug auf die Reduktion psychotischer Symptome . . . . . 46.4.1 Metaanalysen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46.4.2 Behandlungsleitlinien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46.5 Wirksamkeit kognitiver Verhaltenstherapie in Bezug auf die Veränderung von kognitiven Prozessen . . . . 46.5.1 Wirksamkeit für klassisch neuropsychologische Merkmale/kognitive Defizite . . . . . . . . . . . . . . . 46.5.2 Wirksamkeit in Bezug auf kognitive Verzerrungen . . Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

48.4 48.4.1 48.4.2 48.5 48.5.1 48.5.2 48.5.3 48.5.4 48.6

Pharmakotherapie . . . . . . . . . . . . . . . . Antipsychotika . . . . . . . . . . . . . . . . . . Nichtantipsychotisch wirksame Pharmaka . Aktuelle Entwicklungsstrategien . . . . . . . Dopaminerge Strategien . . . . . . . . . . . . Serotonerge Strategien . . . . . . . . . . . . . Glutamaterge Strategien . . . . . . . . . . . . Cholinerge Strategien . . . . . . . . . . . . . . Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

587

49

Kognition und Rehabilitation . . . . . . . . . . . . . 613 Ulrich Müller und Thomas Becker

587 587 587

49.1 49.2 49.3 49.4 49.5 49.6 49.7 49.8 49.9 49.10 49.11 49.12

Rehabilitation der Schizophrenie in Deutschland . Fragestellungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kognitionen ≠ (Neuro)Kognition . . . . . . . . . . . . Kognition und psychosoziales Funktionsniveau . . Neuropsychologie der Adhärenz (engl. adherence) Substanzmissbrauch und Kognition . . . . . . . . . . Affektive Störungen und Apathie . . . . . . . . . . . Schizophrenie im Alter . . . . . . . . . . . . . . . . . . Langzeitmedikation und Neurokognition . . . . . . Pharmakotherapie kognitiver Defizite . . . . . . . . Neuropsychologische Rehabilitation . . . . . . . . . Ausblick und Fazit für die Praxis . . . . . . . . . . . . . Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

581 581 584 584 585 585 586

47

Kognitives Training bei Schizophrenie . . . . . . . 589 Stefan Bender und Alexandra Dittmann-Balcar

47.1 47.2 47.3

Veränderbarkeit kognitiver Defizite . . . . . . Kognitive Trainingsprogramme . . . . . . . . . Kognitives Training in der Bewertung durch Patienten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Wirksamkeit und Generalisierung . . . . . . . Offene Fragen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Zukunft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

47.4 47.5 47.6

. . . . . 590 . . . . . 591 . . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

593 594 597 597 598

48

Pharmakotherapie kognitiver Störungen . . . . . 599 Gerhard Gründer

48.1 48.2

Konzepte und Methoden . . . . . . . . . . . . . . . . Neurobiologie kognitiver Störungen bei Schizophrenien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Dopaminerge Systeme . . . . . . . . . . . . . . . . . Serotonerge Systeme . . . . . . . . . . . . . . . . . . Glutamaterge Systeme . . . . . . . . . . . . . . . . . Cholinerge Systeme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . GABAerge Systeme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Negative Wirkungen von Pharmaka auf kognitive Funktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

48.2.1 48.2.2 48.2.3 48.2.4 48.2.5 48.3

V

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

604 604 607 609 609 609 610 610 610 610

614 614 614 615 617 617 618 618 618 619 620 621 622

Anhang

. . 600 . . . . . .

. . . . . .

601 601 601 602 603 603

. . 603

Hirnatlas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 626 Katrin Amunts, Karl Zilles Farbtafeln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 649 Sachverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 678

XVII

Autorenverzeichnis Amunts, Katrin, Prof. Dr. med.

Exner, Cornelia, Dr. phil.

Green, Antonia, Dipl.-Psych.

Institut für Medizin (IME), Forschungszentrum Jülich, 52425 Jülich E-Mail: [email protected] und Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie, Universitätsklinikum der RWTH Aachen, Pauwelsstraße 30, 52074 Aachen E-Mail: [email protected]

Klinische Psychologie und Psychotherapie, Fachbereich Psychologie, Philipps-Universität Marburg, Gutenbergstr. 18, 35037 Marburg E-Mail: [email protected]

MR Neuroimaging – Kognitive Neuropsychiatrie, Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie, Universitätsklinikum der RWTH Aachen, Pauwelsstraße 30, 52074 Aachen E-Mail: [email protected]

Becker, Thomas, Prof. Dr. med. Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie II, Universität Ulm, Ludwig-Heilmeyer-Str. 2, 89312 Günzburg E-Mail: [email protected]

Bender, Stefan, Priv.-Doz. Dr. med. LWL-Kliniken Marsberg, Weist 45, 34431 Marsberg, E-Mail: [email protected]

Brüne, Martin, Priv.-Doz. Dr. med. Westfälisches Zentrum für Psychiatrie und Psychotherapie, Universitätsklinik Bochum, Alexandrinenstraße 1, 44791 Bochum E-Mail: [email protected]

Buchkremer, Gerhard, Prof. Dr. med. Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie, Universitätsklinik Tübingen, Osianderstr. 24, 72076 Tübingen E-Mail: [email protected]

Dierks, Thomas, Prof. Dr. med. Abt. für Psychiatrische Neurophysiologie, Universitätsklinik für Klinische Psychiatrie, Bolligenstr. 111, CH-3000, Bern 60, Schweiz E-Mail: [email protected]

Dittmann-Balcar, Alexandra, Dipl.-Psych. LWL-Kliniken Marsberg, Weist 45, 34431 Marsberg E-Mail: [email protected]

Falkai, Peter, Prof. Dr. med. Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie, Universität des Saarlandes, 66421 Homburg/Saar E-Mail: [email protected]

Grözinger, Michael, Priv.-Doz. Dr. med. Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie, Universiätsklinikum der RWTH Aachen, Pauwelsstr. 30, 52074 Aachen E-Mail: [email protected]

Falkenberg, Irina, Dr. med. Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie, Universitätsklinikum der RWTH Aachen, Pauwelsstraße 30, 52074 Aachen E-Mail: [email protected]

Gruber, Oliver, Prof. Dr. med. Medizinische und Klinische Psychologie, Universität des Saarlandes, 66421 Homburg/Saar E-Mail: [email protected]

Fallgatter, Andreas, Prof. Dr. med. Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie, Universität Würzburg, Füchsleinstraße 15, 97080 Würzburg E-Mail: [email protected]

Gründer, Gerhard, Prof. Dr. med. Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie, Universitätsklinikum der RWTH Aachen, Pauwelsstraße 30, 52074 Aachen E-Mail: [email protected]

Gaebel, Wolfgang, Prof. Dr. med. Klinik und Poliklinik für Psychiatrie und Psychotherapie, Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Bergische Landstr. 2, 40629 Düsseldorf E-Mail: [email protected]

Habel, Ute, Priv.-Doz. Dr. rer. soc.

Gauggel, Siegfried, Prof. Dr. phil.

Heinz, Andreas, Prof. Dr. med.

Institut für Medizinische Psychologie und Medizinische Soziologie, Universitätsklinikum RWTH Aachen, Pauwelsstraße 30, 52074 Aachen E-Mail: [email protected]

Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie, Charité, Universitätsmedizin Berlin, Campus Mitte, Schuhmannstraße 20/21, 10117 Berlin E-Mail: [email protected]

Gouzoulis-Mayfrank, Euphrosyne, Prof. Dr. med.

Hoff, Paul, Prof. Dr. med. Dr. phil.

Klinik und Poliklinik für Psychiatrie und Psychotherapie, Universität zu Köln, Kerpener Str. 62, 50937 Köln E-Mail: [email protected]

Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie, Universitätsklinikum der RWTH Aachen, Pauwelsstraße 30, 52074 Aachen E-Mail: [email protected]

Psychiatrische Universität Zürich, Lengstraße 31, CH-8029 Zürich, Schweiz E-Mail: [email protected]

Hubl, Daniela, Dr. med. Abt. für Psychiatrische Neurophysiologie, Universitätsklinik für Klinische Psychiatrie, Bolligenstr. 111, CH-3000 Bern 60, Schweiz E-Mail: [email protected]

XVIII

Autorenverzeichnis

Jahn, Thomas, Prof. Dr. phil.

Klingberg, Stefan, Priv.-Doz. Dr. phil.

Lincoln, Tania, Dipl.-Psych. Dr.

Klinik und Poliklinik für Psychiatrie und Psychotherapie, TU München, Ismaninger Straße 22, 81675 München E-Mail: [email protected]

Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie, Universitätsklinik Tübingen, Osianderstr. 24, 72076 Tübingen E-Mail: [email protected]

Klinische Psychologie und Psychotherapie, Fachbereich Psychologie, Philipps-Universität Marburg, Gutenbergstraße 18, 35037 Marburg E-Mail: [email protected]

Juckel, Georg, Prof. Dr. med.

Knobel, Astrid, Dr. med.

Maier, Wolfgang, Prof. Dr. med.

Westfälisches Zentrum für Psychiatrie und Psychotherapie, Universitätsklinik Bochum, Alexandrinenstraße 1, 44791 Bochum E-Mail: [email protected]

Psychiatrische Universitätsklinik der Charité, im St. Hedwig-Krankenhaus, Große Hamburger Str. 5-11, 10115 Berlin E-Mail: [email protected]

Klinik und Poliklinik für Psychiatrie und Psychotherapie, Universitätsklinikum Bonn, Sigmund-Freud-Str. 25, 53127 Bonn E-Mail: [email protected]

König, Thomas, Priv.-Doz. Dr. sc. nat. Kalus, Peter, Priv.-Doz. Dr. med. Psychiatrische Universitätsklinik der Charité im St. Hedwig Krankenhaus, Turmstr. 21, 10559 Berlin E-Mail: [email protected]

Abt. für Psychiatrische Neurophysiologie, Universitätsklinik für Klinische Psychiatrie, Bolligenstr. 111, CH-3000 Bern 60, Schweiz E-Mail: [email protected]

Markov, Valentin, Dipl.-Psych. Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie, Universitätsklinikum der RWTH Aachen, Pauwelsstraße 30, 52074 Aachen E-Mail: [email protected]

Krach, Sören, Dipl.-Psych. Dr. rer. nat. Kathmann, Norbert, Prof. Dr. rer. nat. Institut für Psychologie, Humboldt-Universität zu Berlin Unter den Linden 6,10099 Berlin E-Mail: [email protected]

Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie, Universiätsklinikums der RWTH Aachen, Pauwelsstr. 30, 52074 Aachen E-Mail: [email protected]

Mathiak, Klaus, Prof. Dr. med. Dr. rer. nat. Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie, Universitätsklinikum der RWTH Aachen, Pauwelsstraße 30, 52074 Aachen E-Mail: [email protected]

Krug, Axel, Dipl.-Psych. Kellermann, Thilo, Dipl.-Psych. Dr. rer. medic. Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie, Universitätsklinikum der RWTH Aachen, Pauwelsstraße 30, 52074 Aachen E-Mail: [email protected]

Kircher, Tilo, Prof. Dr. med. Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie, Universitätsklinikum der RWTH Aachen, Pauwelsstraße 30, 52074 Aachen E-Mail: [email protected]

Kirner, André, Dr. med.

Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie, Universitätsklinikum der RWTH Aachen, Pauwelsstraße 30, 52074 Aachen E-Mail: [email protected]

Mehler-Wex, Claudia, Prof. Dr. med. Kinder- und Jugendpsychiatrie, Universitätsklinikum Ulm, Steinhövelstraße 5, 89075 Ulm E-Mail: [email protected]

Langer, Julia, Dipl.-Psych. Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie, Universität Würzburg, Füchsleinstraße 15, 97080 Würzburg E-Mail: [email protected]

Lautenbacher, Stefan, Dipl.-Psych. Prof. Dr. phil.

Moritz, Steffen, Priv.-Doz. Dr. phil. Klinik und Poliklinik für Psychiatrie und Psychotherapie, Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf, Martinistr. 52, 20246 Hamburg E-Mail: [email protected]

Abt. Physiologische Psychologie, Universität Bamberg, Markusplatz 3, 96045 Bamberg E-Mail: [email protected]

Müller, Bernhard, Priv.-Doz. Dr. phil.

Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie, Universitätsklinikum der RWTH Aachen, Pauwelsstraße 30, 52074 Aachen E-Mail: [email protected]

Klaerding, Carin, MA

Leube, Dirk, Dr. med.

Müller, Ulrich, Priv.-Doz. Dr. med.

Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie, Universitätsklinikum der RWTH Aachen, Pauwelsstraße 30, 52074 Aachen E-Mail: [email protected]

Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie, Universitätsklinikum der RWTH Aachen, Pauwelsstraße 30, 52074 Aachen E-Mail: [email protected]

Dep. of Experimental Psychology & Psychiatry, University of Cambridge, Downing Site, Camebridge, CB2 3EB, United Kingdom E-Mail: [email protected]

Klinik für Psychiatrie, Universität Essen, Virchowstr. 147, 45205 Essen E-Mail: [email protected]

XIX Autorenverzeichnis

Mundt, Christoph, Prof. Dr. med.

Sauer, Heinrich, Prof. Dr. med.

Stöcker, Tony, Dr. rer. nat.

Klinik für Allgemeine Psychiatrie mit Poliklinik, Zentrum für Psychosoziale Medizin, Universitätsklinikum Heidelberg, Voßstr. 2, 69115 Heidelberg E-Mail: [email protected]

Klinik für Psychiatrie, Friedrich-Schiller-Universität Jena, Philosophenweg 3, 07743 Jena E-Mail: [email protected]

Institut für Medizin, Forschungszentrum Jülich, 52425 Jülich E-Mail: [email protected]

Schilbach, Leonhard, Arzt

Straube, Benjamin, Dipl.-Psych.

Klinik und Poliklinik für Psychiatrie und Psychotherapie, Klinikum der Universität zu Köln, Kerpener Str. 62, 50924 Köln E-Mail: [email protected]

Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie, Universitätsklinikum der RWTH Aachen, Pauwelsstraße 30, 52074 Aachen E-Mail: [email protected]

Northoff, Georg, Prof. Dr. phil. Dr. med. Klinik für Psychiatrie, Psychotherapie und Psychosomatische Medizin, Universitätsklinikum, Leipziger Str. 44, 39120 Magdeburg E-Mail: [email protected]

Özgürdal, Seza, Dipl.-Psych. Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie, Ruhr-Universität Bochum, Alexandrinenstraße 1, 44791 Bochum E-Mail: [email protected]

Pauen, Michael, Prof. Dr. phil. Institut für Philosophie, Universität Magdeburg, Zschokkestr. 32, 39016 Magdeburg E-Mail: [email protected]

Pauly, Katharina, Dipl.-Psych. Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie, Universitätsklinikum der RWTH Aachen, Pauwelsstraße 30, 52074 Aachen E-Mail: [email protected]

Strik, Werner, Prof. Dr. med. Schlösser, Ralf, Priv.-Doz. Dr. med. Klinik für Psychiatrie, Friedrich-Schiller-Universität Jena, Philosophenweg 3, 07743 Jena E-Mail: [email protected]

Schneider, Frank, Prof. Dr. med. Dr. rer. soc. Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie, Universitätsklinikum der RWTH Aachen, Pauwelsstraße 30, 52074 Aachen E-Mail: [email protected]

Schröder, Johannes, Prof. Dr. med. Klinik für Allgemeine Psychiatrie mit Poliklinik, Zentrum für Psychosoziale Medizin, Klinikum der Universität Heidelberg, Voßstr. 4, 69115 Heidelberg E-Mail: [email protected]

Universitätsklinik für Klinische Psychiatrie, Bolligenstr. 111, CH-3000, Bern 60, Schweiz E-Mail: [email protected]

Theodoridou, Anastasia, Dr. med. Psychiatrische Universität Zürich, Lengstraße 31, CH-8029 Zürich, Schweiz E-Mail: [email protected]

Thienel, Renate, Dipl.-Psych. Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie, Universitätsklinikum der RWTH Aachen, Pauwelsstraße 30, 52074 Aachen E-Mail: [email protected]

Thönnessen Heike, Dipl.-Psych. Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie, Universitätsklinikum der RWTH Aachen, Pauwelsstraße 30, 52074 Aachen E-Mail: [email protected]

Schwenck, Christina, Dr. phil.

Vogeley, Kai, Prof. Dr. phil. Dr. med.

Klinik für Psychiatrie, Psychotherapie und Psychosomatische Medizin, Universitätsklinikum, Leipziger Str. 44, 39120 Magdeburg

Klinik für Kinder- und Jugendpsychiatrie und Psychotherapie, Universitätsklinikum Würzburg, Füchsleinstraße 15, 97080 Würzburg E-Mail: [email protected]

Klinik und Poliklinik für Psychiatrie und Psychotherapie, Universität zu Köln, Kerpener Str. 62, 50937 Köln E-Mail: [email protected]

Reuter, Benedikt, Dipl.-Psych.

Seiferth, Nina, Dipl.-Psych.

Voß, Bianca, Dipl.-Psych.

Institut für Psychologie, Klinische Psychologie Humboldt-Universität zu Berlin Unter den Linden 6,10099 Berlin E-Mail: [email protected]

Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie, Universitätsklinikum der RWTH Aachen, Pauwelsstraße 30, 52074 Aachen E-Mail: [email protected]

Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie, Universitätsklinikum der RWTH Aachen, Pauwelsstraße 30, 52074 Aachen E-Mail: [email protected]

Shah, Jon, Prof. Dr. rer. nat.

Voss, Martin, Dr. med.

Institut für Medizin, Forschungszentrum Jülich, 52425 Jülich E-Mail: [email protected]

Psychiatrische Universitätsklinik der Charité, im St. Hedwig-Krankenhaus, Große Hamburger Str. 5-11, 10115 Berlin E-Mail: [email protected]

Paus, Rabea

XX

Autorenverzeichnis

Wagner, Gerd, Dr. med.

Warnke, Andreas, Prof. Dr. med.

Zellagui, Nadja, Dipl.-Psych.

Klinik für Psychiatrie, Friedrich-Schiller-Universität Jena, Philosophenweg 3, 07743 Jena E-Mail: [email protected]

Kinder- und Jugendpsychiatrie, Julius-Maximilians-Universität Würzburg, Füchsleinstr. 15, 97080 Würzburg E-Mail: [email protected]

Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie, Universitätsklinikum der RWTH Aachen, Pauwelsstraße 30, 52074 Aachen E-Mail: [email protected]

Wagner, Michael, Dipl.-Psych. Prof. Dr. phil.

Weis, Susanne, Dr. rer. nat.

Zielasek, Jürgen, Priv.-Doz. Dr. med.

Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie, Universitätsklinikum der RWTH Aachen, Pauwelsstraße 30, 52074 Aachen E-Mail: [email protected]

Klinik und Poliklinik für Psychiatrie und Psychotherapie, Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Bergische Landstr. 2, 40629 Düsseldorf E-Mail: [email protected]

Klinik und Poliklinik für Psychiatrie und Psychotherapie, Universitätsklinikum Bonn, Sigmund-Freud-Str. 25, 53105 Bonn E-Mail: [email protected]

Walter, Henrik, Prof. Dr. med. Dr. phil. Klinik und Poliklinik für Psychiatrie und Psychotherapie, Universitätsklinikum Bonn, Sigmund-Freud-Str. 25, 53105 Bonn E-Mail: [email protected]

Wittorf, Andreas, Dipl.-Psych. Dr. rer. soc. Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie, Universitätsklinik Tübingen, Osianderstraße 24, 72072 Tübingen E-Mail: [email protected]

Wolf, Robert Christian, Dr. med. Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie III, Universität Ulm, Leimgrubenweg 12-14, 89075 Ulm, E-Mail: [email protected]

Zilles, Karl, Prof. Dr. med. Institut für Neurowissenschaften und Biophysik - Medizin, Forschungszentrum Jülich, 52425 Jülich E-Mail: [email protected] und C. & O. Vogt-Institut für Hirnforschung, Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Universitätsstr. 1, 40225 Düsseldorf E-Mail: [email protected]

I

Grundlagen 1

Schizophrene Psychosen im Spannungsfeld von Kognition, Affekt und Volition – Die psychiatriehistorische Perspektive – 3 Paul Hoff und Anastasia Theodoridou

2

Was ist Kognition? Grundlagen und Methoden – 12 Siegfried Gauggel

3

Methodik der funktionellen Magnetresonanztomographie

– 19

Thilo Kellermann, Tony Stöcker und N. Jon Shah

4

Diagnose, Ätiologie und Neuropathophysiologie der Schizophrenie – 36 Peter Falkai

5

Genetische Aspekte neuropsychologischer Störungen bei schizophrenen Patienten – 44 Michael Wagner und Wolfgang Maier

6

Verlauf kognitiver Störungen bei Schizophrenien

– 58

Seza Özgürdal und Georg Juckel

7

Kognition bei Kindern und Jugendlichen mit Schizophrenie – 70 Claudia Mehler-Wex, Christina Schwenck und Andreas Warnke

8

Kognition bei Modellpsychosen

– 82

E. Gouzoulis-Mayfrank

9

Zum Verhältnis von Gehirn und Bewusstsein – Philosophische Aspekte – 96 Michael Pauen

This page intentionally blank

10

Zur Beziehung von Phänomenologie und Kognitionspsychologie – Die Konzeptgeschichte der schizophrenen Intentionalitätsstörung – 105 Christoph Mundt

11

Psychopathologie und Neurowissenschaften Wolfgang Gaebel und Jürgen Zielasek

12

Schizophrenie und Schlaf

– 132

Sören Krach und Michael Grözinger

– 118

1

1 Schizophrene Psychosen im Spannungsfeld von Kognition, Affekt und Volition – Die psychiatriehistorische Perspektive Paul Hoff und Anastasia Theodoridou

1.1

Die paradigmatische Rolle der Schizophrenie

1.2

Bedeutende Psychosekonzepte mit Blick auf die Rolle der Kognition – 4

1.3

Kognition und darüber hinaus – Zur Zukunft des Schizophreniebegriffs – 10 Literatur

– 11

–4

1

4

Kapitel 1 · Schizophrene Psychosen im Spannungsfeld von Kognition, Affekt und Volition – Die psychiatriehistorische Perspektive

1.1

Die paradigmatische Rolle der Schizophrenie

Schizophrenie ist nicht irgendeine psychische Erkrankung, sondern eine der zentralen Herausforderungen für die psychiatrische Praxis und Forschung, seit es dieses Fach im Sinne einer ärztlichwissenschaftlichen Spezialdisziplin gibt, also spätestens seit der Aufklärung in der zweiten Hälfte des 18. Jahrhunderts. Nun hat diese schwere und oft chronische Erkrankung im Laufe der Geschichte der Psychiatrie häufig den Namen gewechselt. Und auch die dahinterstehenden theoretischen Konzepte waren starken Veränderungen unterworfen. Klar war im Grunde immer nur, dass es sich um eine Erkrankung handelt, die in der Regel nicht nur zu einzelnen psychischen Beeinträchtigungen (»Symptomen«) führt, sondern die das Erleben und Verhalten der betroffenen Person umfassend, »im Kern« tangiert und beeinträchtigt. So nimmt es nicht wunder, dass sich die gesamte Debatte um den Aufbau und die Funktionsweise der Psyche – heute eher: des Mentalen – auch im Umfeld der Fragen nach dem Wesen derjenigen Erkrankungen wiederfindet, die früher »Verrücktheit« oder »Wahnsinn« genannt wurden und die heute unter den Bezeichnungen »Schizophrenie, schizotype und wahnhafte Störungen« Eingang in das ICD-10 (und in ähnlicher Weise in das DSM-IV TR) gefunden haben (WHO 1991; APA 2000). Nimmt man noch die große gesundheitspolitische und volkswirtschaftliche Bedeutung schizophrener Erkrankungen hinzu, so kann sicherlich von einer paradigmatischen Rolle des Schizophreniebegriffs und seiner Historie innerhalb der Psychiatrie gesprochen werden. Diese Entwicklung soll im Folgenden unter besonderer Berücksichtigung des kognitiven Bereiches nachgezeichnet werden. Bei der hierbei getroffenen Auswahl von Konzepten und Argumenten war natürlich nicht die wissenschaftshistorische Vollständigkeit das Ziel, sondern der Versuch eines Brückenschlages zwischen richtungweisenden älteren Positionen und den aktuell diskutierten Fragen. Der Akzent liegt dabei nur aus Platzgründen deutlich mehr auf der Psychiatrieals auf der Psychologiegeschichte. Besonders auffallend, für manche vielleicht auch irritierend, ist – bei aller Verschiedenheit auf der sprachlichen Ebene – die Parallelität der zugrunde liegenden Fragen, mit denen sich Autoren wie Kraepelin und Bleuler beschäftigten und mit denen auch wir uns heute konfrontiert sehen. 1.2

Bedeutende Psychosekonzepte mit Blick auf die Rolle der Kognition

Das durch die Aufklärung markant veränderte Verständnis von Individuum und Gesellschaft hatte auch einen wesentlichen Einfluss auf den Umgang mit psychisch Kranken. Waren diese zuvor sehr oft als bloße Randfiguren der Gesellschaft eingeordnet worden, die ähnlich wie Kriminelle auszugrenzen seien, so kam es im 18. Jahrhundert zu ernsthaften Bemühungen, die Psychia-

trie als medizinische Wissenschaft zu etablieren und ihre Patienten entsprechend als Kranke zu respektieren. Und über eine der tragenden Säulen der Aufklärung, den Rationalismus, kommt hier das kognitive Moment ins Spiel: Die gezielte und systematische Anwendung der menschlichen Vernunft war das Ziel des neuzeitlichen Wissenschaftsbegriffes. Das Wort »Wissenschaft« selbst bekam einen betont positiven Bedeutungshof, gab es doch für die überzeugten Rationalisten des 18. Jahrhunderts nur vorläufig, nicht aber grundsätzlich unlösbare Probleme. Die Vernunft, die Ratio, werde, so die feste Überzeugung, den gesamten Bereich menschlichen Erkennens und Handelns früher oder später durchdringen. Umgekehrt war es nun aber auch möglich, die psychiatrisch Erkrankten, allen voran die Psychotiker, als Personen zu betrachten, die zumindest vorübergehend und teilweise diese zentrale Fähigkeit des vernunftgemäßen Handelns eingebüßt hatten, aber eben als Folge einer Krankheit und nicht aufgrund der Intervention einer metaphysischen Instanz oder eigenen Fehlverhaltens. Und so war es nur konsequent, sie – wie die anderen Patienten mit körperlichen Erkrankungen auch – unter den ausdrücklichen Schutz einer medizinischen Disziplin zu stellen, der der Auftrag erteilt wurde, Entstehungsbedingungen und Behandlungsmöglichkeiten zu erforschen und einzusetzen. Das – im weitesten Sinne – kognitive Defizit der Psychosekranken konnte ab der Aufklärung also zur Anerkennung der Patientenrolle und des damit verbundenen Behandlungsanspruches beitragen. So sehr dies theoretisch ein Fortschritt gewesen sein mag, so wenig darf man sich aber darüber hinwegtäuschen, dass es bis zur Entwicklung wirksamer Behandlungsverfahren de facto noch ein sehr langer Weg war; auch und gerade in der Aufklärungszeit wurden allerlei zwar rationalistisch untermauerte und insoweit sicher gut gemeinte, letztlich aber – aus heutiger Sicht – inhumane Verfahren angewandt, wie etwa der Drehstuhl zur Beruhigung von erregten Patienten. Aufklärerisch ist auch die von dem Philosophen Christian Wolff vertretene »rationale Psychologie«, die sich klar von der sensualistischen Assoziationslehre David Humes und Etienne Bonnot de Condillacs abgrenzte. Interessanterweise kam das assoziationspsychologische Denken im 19. und zu Beginn des 20. Jahrhunderts zu einer neuerlichen Blüte – und dies mit beträchtlichem Einfluss auf die Psychiatrie, etwa durch die Arbeiten von Theodor Ziehen, Hermann Ebbinghaus, Carl Wernicke oder Sigmund Freud. Heute würde man wohl von der Konkurrenz zwischen »top-down«- und »bottom-up«-Prozessen sprechen, wenn es darum geht, ob übergeordnete und vorgängige, um nicht zu sagen apriorische kognitive Konstrukte die Sinneswahrnehmungen sinnhaft ordnen oder ob die Sinneswahrnehmung im Sinne einer Selbstorganisation derartige Ordnungsprinzipien erst – gleichsam a posteriori – schafft. Aber solch differenzierte Betrachtungsweisen mit Hilfe eines breiteren Kognitionsbegriffes gelangen erst viel später: Historischer Ausgangspunkt war die eher schroffe Gegenüberstellung von Rationalismus und Assoziationspsychologie.

5 1.2 · Bedeutende Psychosekonzepte mit Blick auf die Rolle der Kognition

Die »rationale Psychologie« beschritt nämlich zunächst einmal vorwiegend den rational-deduktiven und eben nicht den empirisch-induktiven Weg: Das Seelenleben sei in verschiedene Funktionen oder »Vermögen« gegliedert, die bei jeder Interpretation empirischer Beobachtungen zugrunde zu legen seien. In der Folge entstanden zahlreiche Spielarten der »Vermögenspsychologie«, denen allerdings zumindest die Unterscheidung von Denken, Fühlen und Wollen gemeinsam war. In der Philosophie hat Immanuel Kant am einflussreichsten diesen psychologischen Ansatz vertreten. Eine klare Abgrenzung vom Rationalismus der Aufklärung nahmen Autoren vorwiegend des deutschen Sprachraums vor, die heute als Vertreter der »romantischen Psychiatrie« bezeichnet werden. Da das Interesse der Romantiker ganz allgemein dem Affektiven, dem Unverständlichen, Spontanen und Irrationalen galt, entstand ein natürliches Interesse an der Psychopathologie. Zentrales Anliegen der psychiatrischen Autoren dieser Zeit war es, die individuelle, auf den einzelnen Lebenslauf gerichtete Perspektive in die Lehre von Verursachung, klinischem Erscheinungsbild, Verlauf und Behandelbarkeit von seelischen Störungen einzubringen. Dabei wurde nun dem Bereich der Affekte, der »Leidenschaften«, großes Gewicht beigemessen. Dem eher kognitionslastigen aufklärerischen Rationalismus warf man vor, auf der Suche nach allgemein gültigen »Naturgesetzen« die überindividuelle, den einzelnen Menschen nur zufällig betreffende Regel überzubewerten und so das Individuum in seiner Einzigartigkeit zu vernachlässigen. Nichtsdestotrotz entwarf Johann Christian August Heinroth, ein prominenter Vertreter der romantischen Psychiatrie, ein der späteren psychoanalytischen Konzeption in Teilen verblüffend ähnliches Instanzenmodell des Seelenlebens, in dem er »Instinkte«, »Bewusstsein« und »Über-Uns« unterschied und auf diese Weise eine Art von übergeordneter kognitiver Struktur einführte (Marx 1990, 1991). Der Begriff der persönlichen Verantwortung für das eigene Leben und damit bis zu einem gewissen Grad auch für die eigenen Krankheiten spielte eine zentrale Rolle im Denken der romantischen Psychiater. Bei Heinroth hatte dies eine radikal anmutende Konsequenz in forensischer Hinsicht: Wer, so Heinroth, im Zustand schwerer geistiger Störung eine Straftat begehe, habe zwar aktuell nicht gewusst, was er tue, sei aber dennoch für die Tat verantwortlich, da ja das Hineingeraten in die Psychose zurückzuführen sei auf vorwerfbare Fehlverhaltensweisen. Etwa ab den 30er Jahren des 19. Jahrhunderts setzte wiederum eine Gegenbewegung gegen das romantische Denken ein, die sich an die erstarkenden »positiven« Naturwissenschaften anzulehnen trachtete. Eine herausragende Erscheinung in diesem Zusammenhang, Wilhelm Griesinger, forderte nachhaltig, die klinische Psychiatrie habe sich dem psychophysischen Problem empirisch und nicht metaphysisch zu stellen, sie habe also psychophysiologische Forschung zu betreiben. Das ebenso bekannte wie oft ohne Zusammenhang und verkürzt wiedergegebene Zitat, wonach Geisteskrankheiten Gehirnkrankheiten sind, stellt eine begriffliche Verdichtung des wohldurchdachten Konzepts

1

Griesingers dar, für welches die klinische Diagnostik und Nosologie gerade nicht hinter einer platten »Hirnmythologie« verschwinden dürfe. Griesinger wandte sich nämlich gegen jede Art von unkritischer Spekulation, sowohl naturphilosophischromantischer als auch materialistischer Orientierung. Sein Hauptziel war die Etablierung der Psychiatrie als eigenständige, empirisch arbeitende Wissenschaft, die ärztlichem Ethos verpflichtet ist, also psychisch Kranke als Kranke ernst nimmt. Von ihrem Selbstverständnis her war seine Psychiatrie sowohl neurobiologisches Forschungsprogramm als auch angewandte ärztliche Anthropologie (Hoff u. Hippius 2001). Es war ein psychopathologisches Konzept, nämlich die gemeinsam mit seinem Lehrer Albert Zeller entwickelte Idee der Einheitspsychose, das Griesingers Namen vom Erscheinen seines Hauptwerks Pathologie und Therapie der psychischen Krankheiten (1845, 2. Aufl. 1861) an bis in die aktuelle Diskussion fest mit Grundfragen der psychiatrischen Nosologie verbindet. Allerdings ging es Griesinger gerade nicht um ein nosographisches Aufspalten in einzelne Krankheitseinheiten, sondern im Gegenteil um die Darstellung des »Irreseins« als eines einzigen Morbus (Einheitspsychose), der gesetzmäßig mehrere Stadien durchläuft. Und dabei tauchen affektive und kognitive Schwerpunkte auf, nämlich primär die affektive Störung, dann die wahnhafte Entgleisung, die »Verrücktheit«, und schließlich, sofern nicht Stillstand oder Remission eintreten, das schwere und schließlich irreversible Defizit auf der kognitiven und der Handlungsebene, in heutiger Terminologie eine Demenz. Allerdings akzeptierte Griesinger später Snells Beschreibung einer »primären Verrücktheit« (1865), der gerade kein affektives Vorstadium vorauszugehen brauche und widerrief in diesem besonderen Punkt seine eigene frühere Konzeption. In der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts entwickelten sich die Naturwissenschaften, auch die Biologie, rasch weiter. Für die Psychiatrie besonders wichtig wurden die Fortschritte der Neuroanatomie, die Lehre von der zerebralen Lokalisation bestimmter Leistungen wie Motorik und Sensibilität, aber auch Sprache und Gedächtnis. Wesentlich bereichert wurde diese Forschungsrichtung durch die Entwicklung neuer Techniken wie etwa das von Bernhard von Gudden konstruierte Mikrotom zur Fertigung von sehr dünnen Hirnschnitten. Allerdings erfüllten sich damalige Hoffnungen nicht, nunmehr rasch zu einer verlässlichen Korrelation zwischen Hirnmorphologie und psychopathologischen Symptomen – etwa kognitiven Störungen bei der Psychose – zu gelangen. Wohl aber geriet die Debatte um den Psychosebegriff – wie alle anderen psychiatrischen Themen – unter den Einfluss der Degenerationslehre: Diese Theorie prägte weit über den engeren medizinischen oder auch psychiatrischen Bereich hinaus das geistige Profil des späten 19. und frühen 20. Jahrhunderts entscheidend mit (Pick 1989). Der für die Psychiatrie besonders relevante Teil dieser Lehre ging davon aus, dass über viele Generationen hinweg innerhalb einer Familie eine zunehmende »seelische Degeneration« auftreten kann, wobei die Reihe von leichten

6

1

Kapitel 1 · Schizophrene Psychosen im Spannungsfeld von Kognition, Affekt und Volition – Die psychiatriehistorische Perspektive

psychischen Auffälligkeiten wie Nervosität oder geringe Belastbarkeit über markante affektive Störungen und psychotische Episoden bis hin zu schwersten kognitiven Störungen, heute Demenz genannt, reicht. Mit Emil Kraepelins Lehre von der »Dementia praecox« trat in der Nachfolge Kahlbaums die klinisch-pragmatische Verlaufsforschung in den Vordergrund des Interesses. Kraepelin versuchte als überzeugter Schüler von Wilhelm Wundt experimentalpsychologisches – wir würden heute sagen: neuropsychologisches – Vorgehen in der psychiatrischen Forschung zu etablieren (Hoff 1992). Dies bezog sich natürlich stark auf kognitive Elemente. So entwickelte Kraepelin vor allem während seiner Heidelberger Zeit eine Reihe von Testverfahren zur Erfassung kognitiver Funktionen bei Gesunden und psychisch Kranken (z. B. den nach ihm benannten und teilweise heute noch gebräuchlichen) Rechentest. Und die Darstellung kognitiver Auffälligkeiten bei psychiatrischen Patienten nahm bei ihm wie bei den meisten Klinikern der Jahrhundertwende einen breiten Raum ein, wenn auch der Begriff Kognition selbst noch nicht verwendet wird. Die Rede ist vielmehr von Störungen des Denkens, der Aufmerksamkeit, des Gedächtnisses und der Willensbildung. Wegen der besonderen Bedeutung Kraepelins gerade für das spätere Selbstverständnis des Faches Psychiatrie (Stichwort: Neokraepelinianismus) sollen seine Vorstellungen zur Struktur des Psychischen mit Bezug auf eigene Vorarbeiten (Hoff 1994) etwas detaillierter erläutert werden. Kraepelin entwirft dabei zwei grundlegende Einteilungen der seelischen Leistungen, eine eher klinisch-deskriptiv ausgerichtete und eine weitere, die einen großen Bogen von den einzelnen psychopathologischen Leistungen und Symptomen bis hin zur allgemeinen anthropologischen Ebene spannt. Betrachten wir zunächst die deskriptive Ebene: Hier unterscheidet Kraepelin vier Grundfunktionen der menschlichen Psyche, nämlich Wahrnehmung, intellektuelle Operationen, Gefühl und Handeln. Dabei betont er wiederholt, dass in der klinischen Praxis eine strikte Trennung zwischen den Bereichen nicht möglich ist. Diese deskriptive Aufteilung dient also vorwiegend der Übersichtlichkeit; sie erhebt nicht den Anspruch, eine gleichsam naturgegebene Ordnung des Seelenlebens abzubilden. Zu den psychopathologischen Störungen des Wahrnehmungsvorganges rechnet er die Sinnestäuschungen, die Trübungen des Bewusstseins und – ganz im Sinne Wundts – die Störungen der »aktiven Apperzeption«. Letztere finden sich allerdings in etwas anderer Formulierung auch in der zweiten Kategrie der intellektuellen Operationen wieder. Deren psychopathologische Varianten wiederum unterteilt Kraepelin in die Störungen der Reproduktion (Gedächtnisstörungen), der Assoziation und Begriffsbildung – dies ist die erwähnte Überschneidung mit der »aktiven Apperzeption« – und schließlich der Geschwindigkeit des Vorstellungsverlaufes. Die dritte Kategorie, das Gefühlsleben, wird psychopathologisch lediglich dichotomisiert in quantitative und qualitative Störungen. Die Kategorie des Handelns schließlich enthält die Un-

tergruppen der quantitativen und qualitativen Willensstörung, diejenige der krankhaften Triebe und die Handlungsstörungen, die Folge von Wahnsymptomatik und Gefühlsstörungen sind. Einen weit profunderen – und für die aktuelle Debatte bedeutungsvolleren – Einblick in Kraepelins Menschenbild ermöglicht die von ihm durchgeführte zweite Systematik, die sich ebenfalls seinem Lehrbuchkapitel über die allgemeine Psychiatrie entnehmen lässt. Es wird deutlich, dass Kraepelin hier einen wesentlichen Schritt über die bloße Deskription seelischer Funktionen und deren Störungen hinausgeht. Er strukturiert die Gesamtheit des Seelenlebens hierarchisch durch und erörtert die Bedeutung der einzelnen Ebenen für das Erkenntnisvermögen schlechthin. Einer im Sinne des Realismus als unabhängig gedachten Außenwelt steht unter der Annahme eines psychophysischen Parallelismus der seelische Apparat des Menschen gegenüber, dessen Existenz und Erkennbarkeit ebenfalls, philosophisch gesprochen, in realistischer Weise als gegeben vorausgesetzt und gerade nicht hinterfragt wird. Die sich auf diese Weise ergebende Stufenleiter reicht von den Sinneswahrnehmungen bis zu derjenigen seelischen Leistung, die Kraepelin in den ersten Auflagen noch als »Weltanschauung» bezeichnet. Diesen Begriff lässt er ab der 5. Auflage zugunsten einer neutralen Umschreibung – »Ausbildung allgemeinerer, umfassender Vorstellungen« (Kraepelin 1896, S. 148) – fallen. Die Außenwelt komme, so Kraepelin, zunächst über die rein perzeptive Sinneswahrnehmung in Kontakt zum menschlichen Organismus und dessen seelischer Ebene. Sodann entstehe eine assoziative Verbindung dieser Sinnesdaten, wobei hier allerdings noch rein zufällige Verbindungen ohne wertende oder gar langfristig planende Strukturierungen stattfänden. Allerdings spielten im Gegensatz zu dem bloß passiven Vorgang des sinnlichen Perzipierens hier schon Affekte eine gewisse steuernde Rolle, und die hier gemeinten »Assoziationen« stellten bereits die Verbindung zum Gedächtnis her. Ganz im Sinne der Wundtschen Psychologie kommt aber erst auf der nächsten Stufe, derjenigen der »apperzeptiven Verbindungen«, das zustande, was man die innere seelische Einheit nennen könnte. Auf dieser Ebene nämlich werde inhaltlich gewichtet, würden Begriffe gebildet und relevante Informationen gezielt in das Bewusstsein gehoben, unwichtige ignoriert. Hier spielt also schon die auch für Kraepelin ganz entscheidende seelische Funktion des Willens eine Rolle. Die nächste Ebene enthält die höheren kognitiven Funktionen, womit in erster Linie Urteilen und Schließen gemeint sind. Begriffe werden hier nicht mehr nur gebildet und erinnert, sondern gezielt zur Strukturierung und Bewertung der Außenwelt eingesetzt. Auf der letzten Ebene schließlich geht es um die Weiterentwicklung allgemeiner begrifflicher Grundlagen zum persönlichen Selbstverständnis, zur Weltanschauung eines Menschen. Dass diese letztgenannten Kategorien natürlich eng mit den Bereichen der Affektivität, des Gedächtnisses und der willentlichen Steuerung verbunden sind, ist evident.

7 1.2 · Bedeutende Psychosekonzepte mit Blick auf die Rolle der Kognition

Besonderer Erwähnung wert ist Kraepelins Einführung der Funktion der »Einbildungskraft« in der 7. Auflage. Sie zählt auch zu den »Verstandesleistungen«, soll aber offensichtlich das Moment des Spontanen und Kreativen stärker in den Vordergrund rücken. Auf diese Weise kommt es zu einer ebenso eigenartigen wie für Kraepelin typischen Mischung aus Elementenpsychologie und Voluntarismus. Insgesamt trifft man bei Kraepelin – vor allem mit Blick auf den besonders komplexen Bewusstseinsbegriff – nicht auf eine derartig breite und theoretisch fundierte Diskussion wie bei Wundt. Ihm geht es weit eher um die im engeren Sinne medizinischen Zusammenhänge. Im Bereich des Wahnes vertritt Kraepelin eine insoweit modern anmutende Auffassung, als Wahn für ihn mehr ist als eine reine Denkstörung. Vielmehr entspringe er »inneren Zuständen« des Patienten, sei »stets von mehr oder weniger lebhaften Gefühlen begleitet« und »zunächst wenigstens immer auf das engste verknüpft mit der eigenen Person, mit seiner Stimmung und mit seiner Stellung zur Umgebung.« (Kraepelin 1903, S. 213). Gleichwohl wird der Affekt nicht zum entscheidenden pathogenetischen Faktor für die Wahnentstehung. Kraepelin schwankt zwischen einer eher peripheren Wichtung der Affekte, die den Wahn lediglich begünstigen, und der immer wieder angedeuteten These, dass es ohne markante affektive Beteiligung gar nicht zum Wahn kommen könne. Die experimentelle Psychologie im Sinne einer nicht-materialistischen (Natur-) Wissenschaft der Seele sollte für Kraepelin zu einem zentralen psychiatrischen Forschungsparadigma werden, welches auch für die anatomischen, ätiologischen und für die dem klinischen Verlauf geltenden Studien sichere Orientierungshilfen hätte bereitstellen sollen. Dieser Anspruch konnte, was auch Kraepelin bewusst war, nicht eingelöst werden: Denn im Unterschied zur Arbeitspsychologie erlangte Kraepelins experimentalpsychologischer Forschungsansatz weder die erhoffte breite Akzeptanz innerhalb der Psychiatrie, noch ließen sich die erhobenen experimentellen Daten praxisrelevant in den psychiatrischen Alltag integrieren. Im Übrigen besteht (abgesehen von Wundt) kaum eine Verbindung von Kraepelin zu Vertretern anderer zeitgenössischer psychologischer Konzepte: Erwähnt seien etwa Franz Brentanos Entwurf einer streng empirischen, zugleich aber auch die Intentionalität hervorhebenden Bewusstseinspsychologie, die Würzburger Schule der experimentellen Denkpsychologie (Oswald Külpe, ebenfalls ein Schüler Wundts), die facettenreichen gestalttheoretischen Ansätze (Christian von Ehrenfels), feldtheoretische Konzepte (Wolfgang Köhler, Kurt Lewin) oder Edmund Husserls phänomenologische Richtung. Somit gab es zwar eine allgemeinpsychologische Konzeption bei Kraepelin, doch blieb deren Einfluss auf die konkrete psychiatrische Diagnostik und auf die psychiatrische Forschung bescheiden. Bei aller Aufmerksamkeit, die er den – im heutigen Sinne – kognitiven Auffälligkeiten bei Psychosepatienten widmete, legte Kraepelin also noch keine eigentlich »kognitionspsychologische« Sicht der Dementia praecox vor.

1

Skepsis nicht gegenüber der Anerkennung der Vielzahl gestörter Funktionen bei der Schizophrenie, seien sie kognitiver, affektiver oder voluntativer Art, wohl aber gegenüber dem Postulat der wissenschaftlich erkennbaren Krankheitseinheit Schizophrenie wurde von einer ganzen Reihe von Autoren geäußert – allen voran von Alfred Erich Hoche, einer unter psychiatriegeschichtlichen Aspekten in mehrfacher Hinsicht wichtigen Figur. Für ihn war dieses Postulat zu spekulativ, mindestens aber in Anbetracht der empirischen Datenlage verfrüht. Er sprach von der »Jagd nach dem Phantom« Krankheitseinheit und spottete in unverkennbarer Anspielung auf Kraepelins zahlreiche kleine und große Änderungen der nosologischen Grenzen, dass man eine trübe Flüssigkeit – nämlich das klinische Bild und den Verlauf seelischer Störungen – nicht dadurch klarer mache, dass man sie von einem Gefäß in das andere gieße (zusammengefasst dargestellt in Hoche 1912). Demgegenüber schlug er vor, die Frage der natürlichen Krankheitsentitäten als – vorläufig oder grundsätzlich – unbeantwortbar zurückzustellen und sich der Erarbeitung empirisch abgesicherter, den Belangen von Praxis und Forschung vollauf genügender Symptomenkomplexe zu widmen. Dieser später »syndromal« genannte Ansatz hat sich weitgehend durchgesetzt, was freilich die Existenz von »hinter« den Syndromen stehenden Krankheitseinheiten nicht prinzipiell ausschließt. Die beiden Tübinger Psychiater Robert Gaupp und Ernst Kretschmer entwarfen einen psychopathologischen Ansatz auch zum Verständnis schizophrener Psychosen, der von der isolierten Betrachtung einzelner Symptome, kognitiver wie affektiver, wegführte und sowohl die Persönlichkeitseigenschaften als auch deren biographische Hintergründe einbezog – und dies nicht nur als pathoplastische, sondern auch als pathogenetische Faktoren. Das kognitive Paradoxon des Wahnes – grobe Realitätsverkennung im Sinne einer inhaltlichen Denkstörung bei weitgehend unbeeinträchtigtem formalen Denken – sollte dadurch entschärft werden, dass der Wahn zumindest teilweise als psychologisch verständliche, wenn auch ungewöhnliche Reaktion auf eine ganz bestimmte Konstellation vorwiegend seelischer und sozialer, aber auch körperlicher Bedingungen verstanden wird. Neuere Forschungsergebnisse zeigen, dass kognitive Prozesse, v. a. solche im Bereich der Entscheidungsfindung, bei paranoiden Menschen nicht so unauffällig sind, wie es die klassische Definition des Wahnes als einer rein inhaltlichen Denkstörung lange hat vermuten lassen (Bottlender et al. 1999). Kretschmers konstitutionsbiologischer Ansatz versuchte darüber hinaus, bestimmte körperliche Merkmale, v. a. den Körperbautypus, mit seelischen Eigenschaften und Störungen in Verbindung zu bringen. Kretschmer forderte in heute sehr aktuell anmutender Weise eine »mehrdimensionale« psychiatrische Diagnostik. Einen wieder anderen Weg beschritt der bedeutende Kliniker und Forscher Carl Wernicke. Seine psychiatrische Systematik, die viele Elemente der früheren Assoziationspsychologie aufnahm, sah in den endogenen Psychosen Analoga der neurologischen Systemerkrankungen, deren anatomische Grundlagen zu dieser

8

1

Kapitel 1 · Schizophrene Psychosen im Spannungsfeld von Kognition, Affekt und Volition – Die psychiatriehistorische Perspektive

Zeit mehr und mehr bekannt wurden. Entsprechend waren die psychotischen Erkrankungen für ihn Ausdruck der Beeinträchtigung einzelner oder mehrerer psychischer und psychomotorischer Systeme. Die von Wernicke begründete Schule wurde von K. Kleist und K. Leonhard fortgeführt. Diese Autoren definierten unter Ablehnung der als zu grob empfundenen dichotomen Nosologie Kraepelins zahlreiche distinkte psychiatrische Krankheitseinheiten, die bezüglich ihrer Genese, familiären Belastung, Symptomatik, ihres Verlaufs und ihrer Therapie scharf zu trennen seien. Am prägnantesten hat diesen Gedanken Karl Leonhard in seiner Einteilung der endogenen Psychosen (1980) herausgearbeitet. Dieser Ansatz stellt den markantesten Gegenpol zum einheitspsychotischen Konzept Griesingers dar. Und auch hier scheinen – ohne dass die Begriffe fallen – kognitionspsychologische Elemente immer wieder durch, etwa wenn Leonhard bei einigen seiner Subtypen der Schizophrenie die Denk-, Wahrnehmungs- und Sprachstörung betont (etwa bei der phonemischen Paraphrenie), während er bei anderen die affektive Komponente als besonders relevant ansieht. Der Zürcher Psychiater Eugen Bleuler schlug 1911 vor, nicht mehr, wie Kraepelin, von der Dementia praecox, sondern in Anbetracht der symptomatologischen, möglicherweise aber auch ätiologisch-pathogenetischen Heterogenität dieser Erkrankungen von der »Gruppe der Schizophrenien« zu sprechen, ein Vorschlag, der sich weithin durchsetzte. Für die systematische Erfassung psychopathologischer Phänomene gerade auch mit Blick auf die Kognition wurden Bleulers Unterscheidungen zwischen Grundsymptomen und akzessorischen Symptomen sowie zwischen primären und sekundären Symptomen bedeutsam: Die Grundsymptome – Ambivalenz, Assoziationsstörungen, gestörte Affektivität und Autismus – sind nach Bleuler bei jeder schizophrenen Erkrankung vorhanden, akzessorische hingegen – wie halluzinatorische Erlebnisse oder Wahn – können, müssen aber nicht hinzutreten. Ganz anders, nämlich ätiologisch, ist die zweite Unterscheidung gedacht: Primäre Symptome resultieren unmittelbar aus dem auch von ihm vermuteten zugrunde liegenden neurobiologischen Krankheitsprozess, während die sekundären Symptome bereits psychische Reaktionen des Betroffenen auf die Krankheit darstellen. Richtungweisend wurde auch Bleulers Beitrag zum Verlauf schizophrener Erkrankungen, insoweit er die ausgesprochen pessimistische Auffassung Kraepelins vom notwendig schlechten Verlauf der »Dementia praecox« verließ und die Gruppen der teilweise oder sogar vollständig remittierten Patienten beschrieb. Jüngst hat Christian Scharfetter (2006) Bleulers Werk aus psychopathologischer und wissenschaftstheoretischer Perspektive einer umfassenden und kritischen Würdigung unterzogen. Karl Jaspers stellte in seiner epochalen »Allgemeinen Psychopathologie« (1913) diesem Fach erstmals ein ebenso umfassendes wie undogmatisches theoretisches Orientierungsraster zur Verfügung. Überdehnungen von einzelnen methodischen oder konzeptuellen Ansätzen hätten, so Jaspers wiederholte Warnung, unweigerlich dogmatische Erstarrung zur Folge. Dabei hatte er die als »Hirnmythologien« gebrandmarkten unreflektierten Identifizierungen

neuroanatomischer oder neurophysiologischer Befunde mit seelischem Erleben ebenso im Auge wie klinisch nicht überzeugende metaphysische Spekulationen über Entstehung und Wesen psychischer Störungen. Insoweit war es auch für Jaspers ebenso klar wie unproblematisch, dass schizophrene Psychosen nie nur auf der kognitiven oder affektiven Ebene würden verstanden werden können, sondern nur unter Einbeziehung der Gesamtheit des betroffenen Seelenlebens, um seinen Ausdruck zu verwenden. Kurt Schneider vertrat bezüglich der Pathogenese schizophrener Psychosen die in der deutschsprachigen Universitätspsychiatrie seit langem fest verankerte Auffassung, dass es sich bei den endogenen Psychosen letztlich um organische Störungen des Zentralnervensystems handle. Diesen Standpunkt nennt er das »Somatosepostulat«, was für seinen von Methodenkritik und wissenschaftlichem Purismus geprägten Stil sehr charakteristisch ist: Es geht eben um eine Modellvorstellung, ein Postulat, ein, wie er es nannte, »heuristisches Prinzip«, das andere Entstehungsmodi keineswegs ausschließe. Methodenkritik und Selbstbeschränkung waren auch die Leitideen von K. Schneiders Hauptwerk Klinische Psychopathologie, 2007 in der 165. Auflage erschienen. Er entwarf eine vorwiegend deskriptive Psychopathologie, die das Psychische aber nicht assoziationspsychologisch atomisiert, sondern den klinisch sinnvollen, verstehenden Gesamtzusammenhang wahrt. Kennzeichnend ist das Ringen um eine präzise psychopathologische Begrifflichkeit, was auch zur Herausarbeitung der »Symptome ersten Ranges« führte, bei deren Vorliegen in Abwesenheit greifbarer hirnorganischer Störung K. Schneider »in aller Bescheidenheit« von Schizophrenie zu sprechen empfahl. Und diese Symptome haben nun – aus heutiger Sicht – sehr viel mit Kognition und deren Einschränkung bei der schizophrenen Psychose zu tun: Gedankenbeeinflussung, das Gefühl des Gemachten, Stimmen in Rede und Gegenrede – zu diesen und verwandten Phänomenen gibt es aus jüngerer Zeit interessante empirische Befunde und theoretische Überlegungen, etwa aus dem Umfeld der »theory of mind«-Konzeption (Frith 1992). In den 50er und 60erJahren des 20. Jahrhunderts hatte eine psychiatrische Richtung starken Einfluss, die »anthropologische Psychiatrie«, die sich explizit auf eine bestimmte philosophische Theorie, nämlich die Existentialontologie Martin Heideggers, bezog. Die von Ludwig Binswanger begründete Daseinsanalyse arbeitete den existenzphilosophisch und gerade nicht psychologisch gemeinten Aspekt des Individuellen an Genese, Ausgestaltung und Therapie seelischen Gestörtseins heraus. Hier findet sich bei strikter Ablehnung elementaristischer Psychologie eine Hinwendung zur Ganzheit seelischer Akte und zu deren Struktur. Psychose, v. a. in ihrer wahnhaften Ausgestaltung, ist eine besondere, von einer Einschränkung der Freiheitsgrade im Erleben und Handeln, vom »Verlust der natürlichen Selbstverständlichkeit«, von der »Unfähigkeit zum Perspektivenwechsel« gekennzeichnete Störung im Lebensvollzug des Menschen (Blankenburg 1971). Kognitive Elemente sind hier, wenn auch in einem dem heutigen Wissenschaftsbegriff eher fremden Verständnis durchaus zu er-

9 1.2 · Bedeutende Psychosekonzepte mit Blick auf die Rolle der Kognition

kennen: Die Psychose als auch sinnhafter (nicht: sinnvoller!) Teil der individuellen Biographie, der Wahn nicht nur als kognitive Störung etwa der Informationsverarbeitung oder Entscheidungsfindung, sondern auch als kognitive – besser: als personale – Leistung, um in Anbetracht drohenden psychotischen Zusammenbruchs wenigsten irgendeine, wenn auch krankhafte Ordnung in die Dinge zu bringen. In der Psychologie hatte es freilich schon eine viel längere, sich durchaus als empirisch verstehende Tradition gegeben, die sich ebenfalls entschieden gegen ein elementaristisches Verständnis psychischer Phänomene wandte. Unter dem Schlagwort, das Ganze sei eben mehr als die bloße Summe seiner Teile, ging es hier um eine Perspektive, die einerseits die personale Ganzheit betonte, andererseits aber diese Ganzheit sehr wohl binnendifferenzierte, nun aber gerade nicht in additive Elemente, sondern in komplexe und an den Rändern nicht scharf voneinander abgetrennte Strukturen. Diese ursprünglich aus der Wahrnehmungsforschung stammende »Gestaltpsychologie« gelangte vor allem über das Werk Klaus Conrads in die Psychiatrie. Conrad hatte mit einer explizit der Gestaltpsychologie entlehnten Methodik eine neue psychopathologische und verlaufsorientierte Sichtweise der schizophrenen Psychose entwickelt, die dem Fach bis heute zahlreiche Impulse gegeben hat. Sein Kerngedanke war dabei, die gestaltanalytische Methode als »dritten Weg« zwischen die zwar weiterhin wichtigen, aber je zu kurz greifenden klassischen Wege der Deskription einerseits (zu statisch und zu wenig differenziert) und Hermeneutik bzw. Deutung andererseits (zu wenig überprüfbar und zu spekulativ) zu positionieren (Conrad 1958). Ebenfalls gestalt- und strukturpsychologisch fundiert ist der über Jahrzehnte weiterentwickelte psychopathologische Entwurf des Heidelberger Psychiaters Werner Janzarik: Für ihn gestalten sich normale und pathologisch verformte psychische Vorgänge auf zwei Ebenen, der strukturellen und der dynamischen. Dynamik steht dabei vor allem für Affektivität und Antrieb, Struktur für überdauernde Charakteristika der Person, etwa Werthaltung, Persönlichkeitszüge, Interaktionsmuster (Janzarik 1988). In fruchtbarer Weise wurde dieser theoretische Rahmen auf so verschiedene psychopathologische Gebiete wie die psychotischen Syndrome (schizophrener und affektiver Prägung), die Persönlichkeitsstörungen und, diagnosenunabhängig, die Beurteilung der Schuldfähigkeit im strafrechtlichen Gutachten angewandt. Der ebenso originelle, differenzierte und psychopathologisch noch lange nicht völlig ausgelotete Ansatz der »Strukturdynamik« erschließt sich allerdings schon aus sprachlichen Gründen nicht leicht und steht zudem noch gleichsam quer zu der seit Jahren vorherrschenden Tendenz zu einer besonders einfachen und operationalisierbaren psychiatrischen Terminologie. Und noch eine weitere psychologiehistorische Reminiszenz ist hier erforderlich: Wilhelm Wundt war es ja schon in den letzten Jahrzehnten des 19. Jahrhunderts um die wissenschaftliche Beschreibung und experimentelle Untersuchung der bewussten seelischen Vorgänge gegangen, also zweifellos eines Teils dessen, was wir heute als kognitive Prozesse bezeichnen. Dabei setzte er

1

aber gerade nicht nur auf die verfremdende Laborsituation, sondern anerkannte die Introspektion ausdrücklich als unverzichtbares Handwerkszeug, um die interessierenden Phänomene überhaupt erreichen zu können. Introspektion war aber bei Wundt geradezu das Gegenteil von individuell-beliebigem Empfinden, nämlich ein Instrument, um durch das individuelle psychische Erleben überindividuelle strukturelle Elemente des Mentalen zu erkennen. Die daraus vor allem im englischsprachigen Raum entwickelten theoretischen Modelle des Strukturalismus und Funktionalismus gewannen allerdings keinen sehr großen Einfluss auf die psychiatrische Forschung und Praxis. Außerdem verloren diese Konzepte selbst auch innerhalb der Psychologie zu Beginn des 20. Jahrhunderts durch die rasante Verbreitung des Behaviorismus an Bedeutung. Der Behaviorismus wurde zu Beginn des 20. Jahrhunderts von John B. Watson begründet. Hier steht das beobachtbare Verhalten und – im Falle einer psychischen Störung – dessen Veränderung durch Verhaltenstherapie im Vordergrund und nicht der unbewusste, erst durch Interpretation subjektiv und intersubjektiv zugänglich werdende Konflikt. Da eine wirklich strenge Beschränkung auf beobachtbares Verhalten einschließlich der sprachlichen Äußerungen des Patienten sowohl für diagnostische wie für therapeutische Bedürfnisse zunehmend als nicht ausreichend empfunden wurde und darüber hinaus neue empirische und konzeptuelle Forschungsergebnisse zum Gedächtnis, zur Sprachentwicklung und zum Lernen hinzukamen, entstand in den 50er und 60er Jahren des 20. Jahrhunderts das, was später die »kognitive Wende in der psychologischen Forschung« genannt werden sollte. Erst einiges später und in Verbindung mit der sprunghaften Entwicklung neuer psychiatrischer Forschungsmethoden im Bereich der Neurophysiologie, der Bildgebung und, jüngst, der molekularen Psychiatrie, erreichte diese kognitive Wende in vollem Umfang die Schizophrenieforschung (und natürlich auch die Erforschung anderer seelischer Störungen). Als paradigmatisch für diese Entwicklung wird oft die Arbeit von McGhie und Chapman von 1961 genannt, die sich mit Aufmerksamkeits- und Wahrnehmungsstörungen bei Frühformen der Schizophrenie beschäftigt – einem wahrlich aktuellen Thema. Seither nimmt die Anzahl kognitionswissenschaftlicher Befunde bei schizophrenen Patienten kontinuierlich zu. Bemerkenswert ist der Umstand, dass sich die kognitionsorientierten Forschungsstrategien – wie Neurophysiologie, Bildgebung und molekulare Psychiatrie übrigens auch – häufig wenig oder gar nicht an klassische diagnostische Entitäten halten, sondern an Syndrome oder gar einzelne Symptome. Und dies ist durchaus programmatisch gemeint im Sinne einer Denosologisierung der psychiatrischen Forschung: Ziel ist hier eine »funktionale Psychopathologie«, der es um die diagnosenunabhängige Erfassung biologischer Korrelate bestimmter – gestörter oder ungestörter – seelischer Funktionen geht, etwa Affektregulation, kognitive Prozesse und Gedächtnis (van Praag et al. 1987). Mit zunehmendem Wissensstand über die beginnende Schizophrenie rückte auch die Früherkennung in den Mittelpunkt der

10

1

Kapitel 1 · Schizophrene Psychosen im Spannungsfeld von Kognition, Affekt und Volition – Die psychiatriehistorische Perspektive

Untersuchungen. Die ersten systematischen Untersuchungen zum Beginn der Schizophrenie (z. B. Lindelius 1970) zeigten eine Latenzzeit von etwas über vier Jahren zwischen der ersten produktiven Episode und der ersten psychiatrischen Krankenhausaufnahme. Auch spätere Untersuchungen wie die ABC-Studie von Häfner et al. belegten, dass sich der Beginn der Schizophrenie in den meisten Fällen der direkten klinischen Beobachtung entzog (zusammengefasst dargestellt in Häfner 2002). Bestanden in den 70er und 80er Jahren des letzten Jahrhunderts noch Zweifel daran, dass kognitive Funktionen bei schizophrenen Patienten valide gemessen werden können, zeigten in den 90er Jahren publizierte Verlaufsuntersuchungen von frühoder ersterkrankten schizophrenen Patienten unter anderem eine Stabilität der neurokognitiven Störungen. Mit diesen Befunden stellte sich ein Wandel ein hin zu der Erkenntnis, dass kognitive Defizite »Kernsymptome« zumindest einer Subgruppe schizophrener Erkrankungen sind. Untersuchungen an Verwandten schizophren Erkrankter erhärteten diese Position. Mit »Kernsymptomen« sind hier Merkmale gemeint, die den der Erkrankung zugrundeliegenden Prozess widerspiegeln, wie auch immer man ihn pathogenetisch oder ätiologisch definieren mag (vgl. Jaspers 1910). Zahlreiche Untersuchungen haben in jüngster Vergangenheit zeigen können, dass bereits vor und bei Manifestation der Erkrankung kognitive und neuropsychologische Veränderungen vorliegen (Hoff et al. 1992). Familienstudien mit Blick auf Verwandte ohne psychotische Symptome erhärten die Perspektive der »Kernsymptome«, also kognitiver Einschränkungen, die nicht schon Folge der Erkrankung oder auch der Behandlung sind (Kremen et al. 1994). Somit wurden kognitive Beeinträchtigungen zunehmend als Ausdruck einer neuronalen Entwicklungsstörung und nicht eines neurodegenerativen Vorgangs gesehen. Bestimmte kognitive Defizite werden aktuell als aussichtsreiche Kandidaten für den Status als »Endophänotyp« im Sinne der Definition von Gottesman u. Gould (2003) angesehen. Bislang sind freilich die neurobiologischen Befunde bei der individuellen Risikoabschätzung in der Früherkennung nur eingeschränkt verwendbar, da die vorliegenden Studien nur gruppenstatistische Unterschiede herausgearbeitet haben. Die sehr wünschenswerte Verbesserung der Prädiktion durch eine Kombination mehrerer Untersuchungsebenen (Psychopathologie, Anamnese, Neurophysiologie, Neuropsychologie, bildgebende Verfahren) ist Gegenstand zahlreicher Untersuchungen. Interessant und, mit Blick auf die an partikularistischen Dogmen und methodischen Selbstüberschätzungen reiche Geschichte der Psychiatrie, erfreulich ist der Umstand, dass in jüngerer Zeit produktive, wenn auch spannungsreiche Konvergenzen von früher einander feindlich gesonnenen Richtungen beobachtet werden können. So etwa hielt die noch junge Sozialpsychiatrie in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts eine markante Distanz zur etablierten, psychopathologisch und zunehmend neurowissenschaftlich ausgerichteten klinischen Psychiatrie. Sie wandte sich der komplexen Interaktion zwischen dem unmittelbaren familiären und beruflichen Umfeld des psychisch Kranken einer-

seits und seinem weiteren gesellschaftlichen Umfeld andererseits zu. Daraus leitete sie empirisch untermauerte Hypothesen zur Genese, zur symptomatischen Ausgestaltung, zum therapeutischen Ansprechen und vor allem zum Langstreckenverlauf seelischer Störungen unter besonderer Berücksichtigung rehabilitativer Aspekte ab (Rössler 2004). Versuche zu einer solch umfassenden Sichtweise hat es freilich in der Geschichte unseres Faches immer wieder gegeben. Erinnert sei beispielhaft an Arthur Kronfelds viel zu wenig bekannten, außerordentlich anspruchsvollen Psychiatrieentwurf von 1920 (»Das Wesen der psychiatrischen Erkenntnis«) oder an Luc Ciompis Konzept der »Affektlogik« (1982). Doch erst jüngst kommt es in größerem Maßstab zu einer in wissenschaftlichen Projekten konkretisierten Zusammenschau der (im weitesten Sinne) sozialpsychiatrischen und kognitionspsychologisch-neurowissenschaftlichen Perspektive. Es hat sich dafür sogar schon ein neuer Begriff etabliert, nämlich derjenige der »Sozialen Kognition« (Pinkham et al. 2003). 1.3

Kognition und darüber hinaus – Zur Zukunft des Schizophreniebegriffs

Trotz aller Fortschritte nicht zuletzt in der kognitionswissenschaftlichen Schizophrenieforschung der letzten Jahre darf man nicht übersehen, dass der Begriff der Schizophrenie teilweise vehement kritisiert wird. Und in der Tat stellt sich die – schon für Kraepelin und Bleuler aktuelle – Frage, wie sinnvoll das Zusammenfassen von bekanntlich sehr heterogen Krankheitsbildern unter der einen diagnostischen Überschrift »Schizophrenie« ist. Schärfer formuliert: Ist der heutige Schizophreniebegriff ein möglichst rasch zu beseitigendes Relikt des späten 19. bzw. des frühen 20. Jahrhunderts oder kann er, angereichert durch die jüngeren Forschungsergebnisse nicht zuletzt der Neuropsychologie auch heute noch als sinnvolle Richtschnur für die psychiatrische Praxis und Forschung dienen? Ohne auf diese Frage eine erschöpfende Antwort geben zu können, seien doch abschließend einige Argumente genannt, die die weitere Diskussion prägen dürften: »Schizophrenie« ist auch und gerade unter Berücksichtigung der jüngeren Forschungsergebnisse keine »natürliche Krankheitseinheit« im Sinne Kraepelins, also keine ein für allemal biologisch vorgegebene Einheit. Vielmehr handelt es sich um eine wesentlich psychopathologisch und zunehmend auch neuropsychologisch definierte diagnostische Konvention. Wenn heute eine Aufsplitterung oder gar Abschaffung des Schizophreniebegriffes im Kontext der in wenigen Jahren zu erwartenden neuen Versionen unserer Diagnosemanuale, also ICD 11 und DSM V, prognostiziert wird, so erinnert dies im Übrigen markant an die Debatte zwischen Emil Kraepelin (die Dementia Praecox) und Eugen Bleuler (die Gruppe der Schizophrenien). Wenn wir aber unsere diagnostischen Entitäten als wesentlich psychopathologisch gestützte Konventionen erkennen, dann können sie generell und speziell im Bereich der Schizophrenieforschung sehr wohl weiterhin als nützliche Wegmarken dienen. Denn nicht

11 Literatur

nur ist die moderne psychiatrische Forschung in hohem Maße abhängig von neurowissenschaftlichen Erkenntnissen, sondern auch umgekehrt läuft eine isolierte und eben nicht psychopathologisch fundierte neurowissenschaftliche Empirie Gefahr, den Zusammenhang zur klinischen Basis und damit an Relevanz zu verlieren. Psychopathologische und neurowissenschaftliche (einschließlich neuropsychologische) Schizophrenieforschung schließen sich also keineswegs aus, ja sie sind im Grunde noch nicht einmal Konkurrenten: Vielmehr sind sie immer mehr aufeinander angewiesen, denn sie bearbeiteten unterschiedliche Aspekte desselben komplexen und nur der conditio humana zuzuordnenden Zustandsbildes, das wir gemeinhin Psychose nennen. Anders ausgedrückt: Was wir für eine sinnvolle Weiterentwicklung und allenfalls auch Ablösung des Schizophreniebegriffes wirklich brauchen, ist die Verbindung eines über die Kriterienkataloge hinaus erweiterten Verständnisses von Psychopathologie einerseits (Hoff 2006) mit einer klinisch orientierten, nicht nur die kognitive, sondern auch die affektive Dimension berücksichtigenden Neuropsychologie, Bildgebung und psychiatrischen Genetik andererseits. In Anbetracht der vielen Irrwege der Psychosenforschung in den letzten 200 Jahren mag dies auch eine – und nicht die unwesentlichste – Lehre sein, die wir aus dem Studium der Historie unseres Faches ziehen können und sollten.

Literatur APA (American Psychiatric Association) (2000) Diagnostic and statistical manual of mental disorders (4th edn, text revision) (DSM-IV-TR). APA, Washington DC [deutsch: Hogrefe, Göttingen 2003] Blankenburg W (1971) Der Verlust der natürlichen Selbstverständlichkeit. Enke, Stuttgart Bleuler E (1911) Dementia praecox oder Gruppe der Schizophrenien. In: Aschaffenburg G (Hrsg) Handbuch der Psychiatrie. Spezieller Teil, 4. Abteilung, 1. Hälfte. Deuticke, Leipzig Bottlender R, Buchberger A, Hoff P, Möller HJ (1999) Urteilsbildung und Wahn. Eine Studie zum Urteilsverhalten von wahnhaften, depressiven und gesunden Probanden. Nervenarzt 70: 987–992 Ciompi L (1982) Affektlogik: Über die Struktur der Psyche und ihre Entwicklung: Ein Beitrag zur Schizophrenieforschung. Klett-Cotta, Stuttgart Conrad K (1958) Die beginnende Schizophrenie. Versuch einer Gestaltsanalyse des Wahns. Thieme, Stuttgart Frith CD (1992) The cognitive neuropsychology of schizophrenia. Lawrence Erlbaum, Hillsdale Gottesman II, Gould TD (2003) The endophenotype concept in psychiatry: etymology and strategic intentions. Am J Psychiatry 160: 636–645 Griesinger W (1861) Die Pathologie und Therapie der psychischen Krankheiten, 2. Aufl. Krabbe, Stuttgart Häfner H (Hrsg) (2002) Risk and protective factors in schizophrenia –towards a conceptual model of the disease process. Steinkopff, Darmstadt Hoche AE (1912) Die Bedeutung der Symptomenkomplexe in der Psychiatrie. Z Ges Neurol Psychiatr 12: 540–551 Hoff AL, Riordan H, O’Donnell DW, Morris L, DeLisi LE (1992) Neuropsychological functioning of first-episode schizophreniform patients. Am J Psychiatry 149: 898–903

1

Hoff P (1992) Psychiatrie und Psychologie: Bemerkungen zum Hintergrund des Kraepelinschen Wissenschaftsverständnisses. In: Oldigs-Kerber J, Leonard JP (Hrsg) Pharmakopsychologie. Fischer, Jena, S 25–43 Hoff P (1994) Emil Kraepelin und die Psychiatrie als klinische Wissenschaft. Ein Beitrag zum Selbstverständnis psychiatrischer Forschung. Springer, Berlin Heidelberg New York Tokio Hoff P (2006) Warum noch Psychopathologie? In: Schneider F (Hrsg) Entwicklungen der Psychiatrie. Springer, Berlin Heidelberg New York Tokio, S 151–157 Hoff P, Hippius H (2001) Wilhelm Griesinger (1817–1868) – sein Psychiatrieverständnis aus historischer und aktueller Perspektive. Nervenarzt 72: 885–892 Janzarik W (1988) Strukturdynamische Grundlagen der Psychiatrie. Enke, Stuttgart Jaspers K (1910) Eifersuchtswahn. Ein Beitrag zur Frage: ‚Entwicklung einer Persönlichkeit’ oder ‚Prozess’? Z Ges Neurol Psychiatr 1: 567–637 Jaspers K (1913) Allgemeine Psychopathologie. Springer, Berlin Heidelberg New York Tokio Kraepelin E (1896) Psychiatrie. Ein Lehrbuch für Studierende und Aerzte, 5. Aufl. Barth, Leipzig Kraepelin E (1903) Psychiatrie. Ein Lehrbuch für Studierende und Ärzte, Bd 1, 7. Aufl. Barth, Leipzig Kremen WS, Seidman LJ, Pepple JR et al. (1994) Neuropsychological risk indicators for schizophrenia: a review of family studies. Schizophr Bull 20: 103–119 Kronfeld A (1920) Das Wesen der psychiatrischen Erkenntnis. Springer, Berlin Heidelberg New York Tokio Leonhard K (1980) Aufteilung der endogenen Psychosen, 5. Aufl. Akademie Verlag, Berlin Lindelius R (1970) A study of schizophrenia. A clinical prognostic and family investigation. Acta Psychiatr Scand (Suppl 216) Marx OM (1990) German romantic psychiatry, Part I. History Psychiatry 1: 351–381 Marx OM (1991) German romantic psychiatry, Part II. History Psychiatry 2: 1–25 McGhie A, Chapman J (1961) Disorders of attention and perception in early schizophrenia. Br J Med Psychol 34: 103–116 Pick D (1989) Faces of degeneration: a European disorder 1848–1918. Cambridge Univ Press, Cambridge Pinkham AE, Penn DL, Perkins DO, Lieberman J (2003) Implications for the neural basis of social cognition for the study of schizophrenia. Am J Psychiatry 160: 815–824 Praag HM van, Kahn RS, Asnis GM et al. (1987) Denosologization of biological psychiatry or the specificity of 5-HT disturbances in psychiatric disorders. J Affect Disord 4: 173–193 Rössler W (Hrsg) (2004) Psychiatrische Rehabilitation. Springer, Berlin Heidelberg New York Tokio Scharfetter C (2006) Eugen Bleuler 1857–1939. Polyphrenie und Schizophrenie. vdf Hochschulverlag, Zürich Schneider K (2007) Klinische Psychopathologie, 15. Aufl. Thieme, Stuttgart Snell L (1865) Über Monomanie als primäre Form der Seelenstörung. Allg Z Psychiatr 22: 368–381 WHO (World Health Organisation) (1991) Tenth revision of the International Classification of Diseases, chapter V (F): Mental and behavioural disorders (including disorders of psychological development). Clinical descriptions and diagnostic guidelines. WHO, Geneva (deutsch: ICD-10. Huber, Bern Göttingen Toronto 1991)

2 Was ist Kognition? Grundlagen und Methoden Siegfried Gauggel

2.1

Einleitung

2.2

Historisches

2.3

Kognitive Neuropsychologie – 17

2.4

Perspektiven Literatur

– 13 – 13

– 18

– 17

13 2.2 · Historisches

2.1

Einleitung

Die kognitive Psychologie ist ein Teilgebiet der Psychologie, in dem die Prozesse und Funktionen erforscht werden, die zielgerichtetes und intelligentes Verhalten ermöglichen. Kognitive Psychologen versuchen die Elemente unseres Bewusstseins zu identifizieren und das Zusammenwirken dieser Einheiten zu verstehen. Es geht in der kognitiven Psychologie also um die Beschreibung der funktionellen Architektur unseres Geistes. Kognitionen stellen dabei die elementarsten Einheiten dar, wobei Mitte des 20. Jahrhunderts der Begriff der Kognition an die Stelle der traditionellen Bezeichnung des »Geistigen« bzw. des »Seelischen« getreten ist.

2

fallen ganz unterschiedliche Prozesse und Funktionen wie beispielsweise das Gedächtnis, die Wahrnehmung, die Aufmerksamkeit, die Wissensrepräsentation, die Sprache, das Problemlösen und Planen sowie letztlich auch das Bewusstsein. Zu den kognitiven Prozessen werden heute auch die Emotionen und die Motivation gerechnet (. Abb. 2.1). An der Erforschung kognitiver Prozesse ist nicht nur die Psychologie beteiligt, sondern auch andere Disziplinen wie etwa die Philosophie, Informatik, Linguistik, Biologie und Medizin. Das gesamte Forschungsfeld wird Kognitionswissenschaft genannt. Liegt die Betonung auf der interdisziplinären Erforschung der neuronalen Grundlagen und der Implementierung kognitiver Prozesse im Gehirn, spricht man von den kognitiven Neurowissenschaften (. Tab. 2.1).

Funktion kognitiver Modelle Kognitive Modelle und Methoden sollen helfen, Fragen nach dem möglichen Funktionieren mentaler Vorgänge zu beantworten, z. B. nach dem Funktionieren des Gedächtnisses, der emotionalen Bewertung oder des Sprachverständnisses. Kognitiven Modellen kommt dabei die Rolle zu, die dem Erleben und Verhalten zugrunde liegenden Informationsverarbeitungsvorgänge von der Enkodierung der Umweltreize über die internen perzeptiv-attentiven und mnestischen Verarbeitungsschritte hin bis zur beobachtbaren Handlung zu erklären.

Der Begriff »Kognitionen« hat sich als Sammelbegriff für die verschiedenen menschlichen Denkprozesse etabliert. Hierunter . Abb. 2.1. Untersuchungsgegenstände der kognitiven Psychologie

2.2

Historisches

Die Ursprünge der experimentellen kognitiven Psychologie lassen sich bis in das 19. Jahrhundert zurückverfolgen. 1879 richtete Wilhelm Wundt in Leipzig das erste psychologische Labor ein und untersuchte in zahlreichen Experimenten das, was wir heute als kognitive Prozesse bezeichnen. Wundt, aber auch der Gedächtnisforscher Ebbinghaus (1885) und der Ophtalmologe Donders (1868) schufen mit ihren Untersuchungen, in denen zahlreiche für die damalige Zeit innovative Methoden zur Reaktionszeiterfassung und Reizpräsentation zum Einsatz kamen, die Grundlage der kognitiven Psychologie. Als Untersuchungsmethode verwendete Wundt hauptsächlich die Introspektion (Innenschau), bei der geübte Beobachter unter sorgfältig kontrol-

14

Kapitel 2 · Was ist Kognition? Grundlagen und Methoden

. Tab. 2.1. Überblick und Charakteristik der verschiedenen Forschungsdisziplinen, die sich mit der Erforschung kognitiver Prozesse beschäftigen

2

Disziplin

Beschreibung

Methoden

Kognitive Psychologie (cognitive psychology)

Teildisziplin der Psychologie, die das Ziel verfolgt, intelligentes menschliches Verhalten zu erforschen; Kognitive Psychologen möchten die funktionelle Architektur des menschlichen Denkens verstehen.

Experimente mit Reaktionszeiten und Fehlern als wichtige abhängige Variablen. Als unabhängige Variablen dienen Reize und Aufgabenstellungen unterschiedlicher Komplexität.

Kognitive Neuropsychologie (cognitive neuropsychology)

Teildisziplin der Psychologie, in der der Zusammenhang zwischen dem Gehirn und dessen Funktionen untersucht wird. Der Fokus liegt auf den kognitiven Prozessen.

Quasiexperimentelle Studien mit hirngeschädigten Patienten, aber auch experimentelle Studien mit gesunden Probanden, wobei die Hirnaktivierung mittels fMRI, EEG oder anderen Methoden gemessen wird.

Kognitionswissenschaften (cognitive science)

Die Kognitionswissenschaft ist ein interdisziplinärer Wissenschaftszweig, dessen Ziel es ist, intelligentes Verhalten zu erforschen.

Zur Anwendung kommt eine Vielzahl an Methoden: experimentelle Designs, bildgebende Verfahren, computerbasierte Modellierungen und Simulationen (z. B. konnektionistische Architekturen und Modelle); weniger stark auf zelluläre und genetische Aspekte gerichtet.

Kognitive Neurowissenschaften (cognitive neuroscience)

Umfassendes und interdisziplinäres Forschungsgebiet, in dem intelligentes Verhalten von Menschen, aber auch von Tieren erforscht wird. Bei der Forschung werden auch molekulare und genetische Mechanismen erforscht.

Zur Anwendung kommen experimentelle Designs, bildgebende Verfahren, genetische und zelluläre Analysemethoden, Tierexperimente, computerbasierte Modellierungen und Simulationen (z. B. konnektionistischer Architekturen und Modelle); der Fokus liegt auf der neuronalen Implementierung kognitiver Prozesse.

Kognitive Neuropsychiatrie (cognitive neuropsychiatry)

Teilgebiet der Psychiatrie, das sich mit den kognitiven Prozessen beschäftigt, die den verschiedenen psychischen Störungen zugrunde liegen. Ziel ist es, psychische Störungen anhand von kognitionspsychologischen Theorien zu verstehen.

Patienten mit psychischen Störungen stehen im Mittelpunkt, wobei mit experimentellen Designs die kognitiven Störungen der Patienten untersucht werden.

lierten Bedingungen über die Inhalte ihres Erlebens (Bewusstseins) berichteten (Costall 2006). Wund ging dabei von der Annahme aus, dass die Tätigkeit des menschlichen Geistes vor allem über die Selbstbeobachtung und -beschreibung erforscht werden kann.

Ein Beispiel für ein Introspektionsexperiment (Mayer u. Orth 1901): Die Versuchspersonen werden instruiert, frei zu assoziieren. Der Versuchsleiter sagt der Versuchsperson ein Stichwort (z. B. Haus), auf das diese so schnell wie möglich mit dem ersten Wort antworten soll, das ihr zu dem Stichwort einfällt. Der Versuchsleiter misst die Assoziationszeit, d. h. die Zeit, die verstreicht, bis die Versuchsperson antwortet. Anschließend berichtet die Versuchsperson über alle ihre bewussten Erfahrungen vom Moment der Reizvorgabe bis zur Antwort.

Im Laufe der Zeit zeigte sich, dass der introspektive Forschungsansatz mit einer Reihe von Problemen behaftet ist. Hauptproblem

war, dass in den verschiedenen psychologischen Forschungslaboren mit der Methode der Introspektion keine einheitlichen Ergebnisse erzielt wurden. Die Untersuchungsbefunde waren zu divers, schwer replizierbar und ließen sich daher nicht zu einer Theorie integrieren. Es wurde immer ersichtlicher, dass allein mit der Methode der Introspektion kein reliabler und valider Einblick in das Erleben und Verhalten von Menschen gewonnen werden kann. Viele wichtige Aspekte geistiger Prozesse scheinen der bewussten Erfahrung nicht zugänglich. Aus diesem Grund kam es in den 20er und 30er Jahren des 20. Jahrhundert in den USA und dann auch in anderen Ländern zu einer strikten Ablehnung der introspektiven Methodik und zur »behavioristischen Revolution« (Mandler 2002). Die Behavioristen vertraten die Auffassung, dass sich die Psychologie ausschließlich mit beobachtbarem Verhalten sowie den vorausgehenden Bedingungen und nachfolgenden Konsequenten (»ABC der Psychologie«) zu beschäftigen habe und nicht mit den aus ihrer Sicht nicht oder nur schwer zugänglichen mentalen (geistigen) Prozessen. Mentale Prozesse wurden deshalb aus der Forschung ausgeblendet und Experimente

15 2.2 · Historisches

immer häufiger mit Tieren (z. B. Tauben, Ratten) durchgeführt. Das Verdienst der behavioristischen Forschung bestand in der Etablierung einer objektiven experimentellen Forschung und der Gewinnung einer Vielzahl an Erkenntnissen über Lern- und Motivationsprozesse (z. B. operante Prinzipien), die schnell Eingang in klinische und pädagogische Bereiche fanden. Problematisch waren aber der enge Fokus und die strikte Nichtbeachtung mentaler Prozesse. Mitte des 20. Jahrhunderts wurde deshalb die Kritik an dem engen Forschungsansatz der Behavioristen immer lauter. Mit dem Aufkommen der Informationstechnologie und -theorie (inkl. der Kybernetik), der Entstehung der Erforschung künstlicher Intelligenz und aufgrund von Einflüssen aus der Linguistik (Analyse der Sprachstruktur) sowie der Entwicklung einer Handlungstheorie in der Psychologie (Miller, Galanter u. Pribram 1960) wurden die Schwächen des behavioristischen Forschungsansatzes und dessen begrenzte Aussagekraft bei alltagspraktischen Problemen (z. B. bei der Beurteilung der Leistungsfähigkeit von Menschen) immer deutlicher. Es dauert nicht lange, und es folgte Mitte des 20. Jahrhunderts die sog. »kognitive Wende« (»cognitive revolution«), die eigentlich keine richtige Revolution, sondern vielmehr eine Erweiterung der Perspektive und der Methoden der Forscher war (Miller 2003; . Tab. 2.2). Kognitive Psychologen sehen das Denken als Aktivität eines Systems menschlicher Informationsverarbeitung (analog zu der Arbeitsweise eines Computers), wobei dieses System eine begrenzte Verarbeitungskapazität hat, Informationen in aktiver Weise verarbeiten (kodieren, dekodieren, transformieren) und als mentale Repräsentationen speichern kann. Das Informationsverarbeitungssystem kann auf der Grundlage seines eigenen internen Wissens und anhand von Erwartungen Handlungspläne entwickeln und so zielgerichtet auf äußere Reize reagieren.

2

Die kognitive Psychologie hat sich durch diese Sichtweise zu einer Wissenschaft der menschlichen Informationsverarbeitung entwickelt, wobei ihr Ziel in der Identifizierung kognitiver Prozesse und Wissensbestände liegt, die den alltäglichen Aktivitäten von Aufmerksamkeit, Wahrnehmung, Erinnerung, Lernen, Verstehen und Problemlösen zugrunde liegen. Im Vergleich zum Behaviorismus wird in der Forschung die aktive und zielgerichtete Rolle des Individuums betont und die Existenz kognitiver Prozesse und mentaler Repräsentationen nicht mehr in Frage gestellt. Menschen gestalten mit Hilfe ihrer Fähigkeit zur Informationsverarbeitung aktiv ihre Realität, wobei das Verhalten und Erleben auch von motivationalen und emotionalen Faktoren abhängt. Kennzeichnend und beispielhaft für die Entwicklung des Informationsverarbeitungsansatzes sind die Untersuchungen von Sternberg (1966) und das von ihm entwickelte Forschungsparadigma (das Sternberg-Paradigma). Sternberg untersuchte in seinen Experimenten die Informationssuche und den Informationsabruf im Arbeitsgedächtnis. Bei seinen Studien hat er den Probanden sequenziell eine Liste von Items dargeboten, wobei die Darbietungsrate etwa ein Item pro Sekunde betrug. Die Anzahl der präsentierten Items lag zwischen 1 und 6 und ist damit so klein, dass alle Items im Kurzzeitgedächtnis gespeichert werden können. Nach der Darbietung der Items wurde eine Pause (ca. 3 s) eingefügt und anschließend das Testitem präsentiert. Die Versuchsperson musste dann so schnell wie möglich entscheiden, ob das Testitem in der gezeigten Liste der Items enthalten war oder nicht (Wiedererkennen). Die Beantwortung der Aufgabe erfolgt durch einen Tastendruck, wobei die Reaktionszeit (beginnend mit der Darbietung des Testitems bis zum Tastendruck) gemessen wurde. Sternberg fand einen linearen Zusammenhang zwischen der Länge der Liste der gezeigten Items und der Reaktionszeit, der erkennen lässt, dass bei der Suche der Zuwachs pro Item konstant ist (ca. 40 ms Zuwachs pro Item). Sternberg lieferte mit seinen Studien also Hinweise darauf, dass bei der Suche im Kurzzeitge-

. Tab. 2.2. Wichtige Meilensteine in der jüngeren Geschichte der kognitiven Psychologie 1948

Norbert Wiener begründet mit seinen Forschungsarbeiten die Kybernetik (»Cybernetics or Control and Communication in the Animal and the Machine«).

1956

George Miller publiziert einen Artikel »The Magical Number Seven, Plus or Minus Two« über das Gedächtnis und zeigt, dass Menschen eine begrenzte Informationsverarbeitungskapazität aufweisen.

1957

Noam Chomsky beschäftigt sich in einer Publikation mit den syntaktischen Strukturen der menschlichen Sprache. In seinem Buch skizzierte er das Forschungsgebiet der Psycholinguistik.

1958

Donald Broadbent beschäftigt sich mit Aspekten der Wahrnehmung und Kommunikation (»Perception and Communication«).

1959

Der Linguist Noam Chomsky kritisiert in einer Buchbesprechung das Buch von Skinner zur Sprache (»Verbal Behavior«).

1967

Ulric Neisser schreibt das erste Lehrbuch der kognitiven Psychologie (»Cognitive Psychology«) und prägt damit diesen Begriff.

1971

Alfred Bandura entwickelt die Idee des Beobachtungslernens und stellt die »Social Learning Theory« vor.

1977

Die Zeitschrift »Cognitive Science: a Multidisciplinary Journal of Artificial Intelligence, Psychology, and Language« wird gegründet.

16

Kapitel 2 · Was ist Kognition? Grundlagen und Methoden

Reaktionszeitmessung

2

Die Messung von Reaktionszeiten ist für die kognitive Psychologie eine der wichtigsten Methoden, um die Informationsverarbeitung des Menschen zu untersuchen. Bei der Messung von Reaktionszeiten wird angenommen, dass aus der Zeit, die für die Verarbeitung von Reizen benötigt wird, auf die zur Verarbeitung benötigten kognitiven Prozesse geschlossen werden kann. Hierbei kommt die Subtraktionsmethodik, die von Franciscus Cornelius Donders 1868 entwickelt wurde, zum Einsatz. Bei dieser Methode wird die Reaktionszeit bei zwei Aufgaben gemessen, die sich in der Informationsverarbeitung nur bei einer Operation (bzw. in einem Verarbeitungsprozess) unterscheiden. Besteht eine Reaktionszeitdifferenz zwischen den beiden Aufgaben, wird angenommen, dass diese Differenz die Zeitdauer widerspiegelt, die der zusätzliche Verarbeitungsprozess bzw. -schritt benötigt. Sternberg (1969) schlug eine weitere Analysemethode, die additive Faktorenmethode, vor: Bei dieser Methode werden nicht die Reaktionszeiten einzelner Prozesse subtrahiert, sondern es wird die Unabhängigkeit bzw. die Additivität der kognitiven Prozesse, die die Reaktion bedingen und aus denen sich die Reaktionszeit zusammensetzt, überprüft.

Ab Mitte des 20. Jahrhunderts wurde der kognitionspsychologische Forschungsansatz immer weiter ausgebaut und auf eine Vielzahl kognitiver Prozesse und Problemstellungen wie das Problemlösen, die Aufmerksamkeit und das Lernen sowie die Sprachverarbeitung und -produktion ausgedehnt; eine Übersicht bieten Funke u. Frensch (2006). Die Forschung basiert dabei auf der sog. Computermetapher, bei der die Eigenschaften des menschlichen kognitiven Systems mit der Hardware eines modernen Computers verglichen werden. Wesentliche Eigenschaften des Informationsverarbeitungssystems sind: a) Das kognitive System ist ein Symbole prozessierendes System, das Prozesse und Daten enthält (Symbolprozessierung). b) Die Daten werden mit Hilfe von Prozessen (z. B. Enkodierung) manipuliert und transformiert, die unterschiedlich viel Zeit benötigen. c) Das kognitive System verfügt über einen Prozessor mit beschränkter Kapazität.

dächtnis die Liste der dargebotenen Items sequentiell abgesucht und bei jedem Item einzeln geprüft wird, ob es mit dem Testitem identisch ist oder nicht. Anhand seiner Untersuchungsergebnisse entwickelte Sternberg eine Theorie der menschlichen Informationsverarbeitung, die mit den sequentiellen Rechenschritten eines Computers vergleichbar ist. Zuerst muss der Reiz enkodiert und dann mit jedem Element der im Arbeitsgedächtnis gespeicherten Zahlenmenge verglichen werden. Anschließend muss der Proband zu einem Urteil kommen und eine entsprechende Handlung ausführen. Die einzelnen Verarbeitungsschritte wurden von Sternberg in einem Flussdiagramm (heute auch Kästchen-und-Pfeil-Diagramme oder »Boxologische Modelle«genannt) dargestellt, wobei die Art der Darstellung zu einem Markenzeichen der Kognitiven Psychologie wurde (. Abb. 2.2). [Flussdiagramme haben nicht nur innerhalb der Psychologie eine lange Tradition, sondern auch in der Neurologie (z.B. die historischen »diagram makers« Wernicke, Lichtheim, Liepmann).]

Der Informationsverarbeitungsansatz hat zu einem großen Aufschwung innerhalb der psychologischen Forschung geführt und die Theoriebildung enorm bereichert. In den letzten Jahren kam allerdings auch Kritik an der Computermetapher auf. Insbesondere wurde kritisiert, dass die menschliche Informationsverarbeitung nicht mit der eines Computers vergleichbar ist und neurobiologische Gegebenheiten bei dieser Metapher vernachlässigt werden. Als alternative Sichtweise wurde vorgeschlagen, menschliche Kognitionen am besten in Analogie zu den Eigenschaften des Gehirns zu verstehen (Gehirnmetapher). Entsprechend wird angenommen, dass das kognitive System aus elementaren, neuronenähnlichen Bausteinen besteht, die miteinander in enger Verbindung stehen. Die auf dieser Annahme basierenden kognitiven Modelle werden als konnektionistische Netzwerke (syn. künstliche neuronale Netzwerke, parallel verteilte Prozessmodelle) bezeichnet (Arbib 1995). Im Gegensatz zu den Informationsverarbeitungsmodellen werden jetzt nicht mehr explizite Regeln und Symbole genutzt, sondern verteilte Repräsentationen, die als Aktivierungsmuster in einem Netzwerk für die Repräsentation der Konzepte verantwortlich sind. Computerbasierte Modellierungen und Simulationen wurden zu einem wichtigen Handwerkszeug der Forscher (Jacobs 2007). Ein Netzwerk besteht in der Regel – entsprechend dem Aufbau des Gehirns – aus verschiedenen Ebenen oder Schichten (z. B. Input- und Output-Einheiten), wobei die Eigenschaften

. Abb. 2.2. Das Informationsverarbeitungsmodell von Sternberg (1975) für die Suche und den Abruf im Kurzzeitgedächtnis. Vier Verarbeitungsschritte bzw. -stufen können unterschieden werden. Die Informations-

verarbeitung kann auf jeder der vier Stufen experimentell durch bestimmte Variablen (z. B. durch die Lesbarkeit des Reizes, die Länge der Lernliste) beeinflusst werden.

17 2.4 · Perspektiven

. Abb. 2.3. Graphische Darstellung eines konnektionistischen Netzwerkmodells

seiner Einheiten, die Art und Weise der Verbindungen und die Algorithmen (Lernregeln), auf deren Grundlage die Stärke der Verbindungen zwischen den Einheiten bestimmt werden, das Netzwerk charakterisieren. Die einzelnen Netzwerke können assoziierte Netzwerke beeinflussen und deren Aktivierungsgrad entweder erhöhen oder reduzieren (. Abb. 2.3). 2.3

Kognitive Neuropsychologie

Kognitive Prozesse sind gebunden an ein biologisches Substrat; lange Zeit war in diesem Zusammenhang über den Sitz der Seele spekuliert worden. Mitte des 19. Jahrhunderts, als die zentrale Bedeutung des Gehirns für kognitive Prozesse evident wurde, begann dann die eigentliche systematische Erforschung der Lokalisation kognitiver Prozesse. Entscheidend hierfür war auf der einen Seite die Entstehung einer anatomischen, physiologischen und neurologischen Hirnforschung und auf der anderen Seite die Etablierung der experimentellen Psychologie (Wundt, Fechner, Ebbinghaus etc.). Die Gehirne von Mensch und Tier wurden analysiert und aufgrund histologischer Unterschiede untergliedert (z. B. Brodmann 1909). Durch Stimulations- und Ablationsexperimente (z. B. Ferrier 1886) sowie klinische Beobachtungen über Zusammenhänge zwischen der Lokalisation von Hirnschädigungen und Verhaltensstörungen (Broca 1861; Liepmann 1900) konnte das Ver-

2

ständnis des Zusammenhangs zwischen Struktur und Funktion deutlich verbessert und der enge Zusammenhang aufgezeigt werden. Es waren hier vor allem Patientenstudien, die einen immer detaillierteren Aufschluss über die Lokalisation von Funktionen und deren modularen Charakter gaben und zur Etablierung des Faches »Neuropsychologie« mit seiner klinischen (Walsh u. Darby 2005) und kognitiven (Rapp 2002) Ausrichtung führten. Mit Einführung bildgebender Verfahren (z. B. der funktionellen Kernspintomographie) hat sich das methodische Repertoire der Forscher nochmals deutlich erweitert. Es war zwar schon mit Entdeckung des Elektroenzephalogramms (EEG) und der ereigniskorrelierten Potentiale (EKP) möglich, die neuronalen Aktivitäten, die mit kognitiven Prozessen einhergehen, zu untersuchen (Luck 2005). Allerdings war und ist die räumliche Auflösung dieser Methode gering. Mit der in den 80er Jahren des 20. Jahrhunderts entwickelten Magnetresonanztomographie (MRT) und der anhand dieser Technik entwickelten funktionellen MRT (fMRT) lässt sich dieser Nachteil aber ausgleichen (Conlan 2001). Mit Hilfe der fMRT kann nicht nur die metabolische Aktivität kortikaler, sondern auch die Aktivität subkortikaler Strukturen bei der Durchführung kognitiver Aufgaben untersucht werden. Eine Kombination beider Verfahren (fMRI und EKP) stellt heute das Optimum an räumlicher und zeitlicher Auflösung dar, um neuronale Prozesse zu registrieren und Zusammenhänge zwischen Struktur und Funktion zu etablieren. Diese Kombination von neurowissenschaftlichen und experimentalpsychologischen Methoden bildet die Grundlage der Kognitiven Neurowissenschaften (Posner u. DiGirolamo 2000). 2.4

Perspektiven

Theorien und Modelle der kognitiven Psychologie und daraus abgeleitete experimentelle Paradigmen bilden die elementare Grundlage, um das menschliche Denken und dessen neuronale Implementierung zu untersuchen. Solche Theorien und Modelle sind auch unverzichtbar, um die Charakteristiken psychischer Störungen zu verstehen. Es nimmt daher kein Wunder, dass erst kürzlich auf die Bedeutung der kognitiven Psychologie für das Verständnis psychischer Störungen hingewiesen und das neue Forschungsgebiet der kognitiven Neuropsychiatrie postuliert wurde (Halligan u. David 2001). Die Vertreter der kognitiven Neuropsychiatrie verstehen sich dabei als Grenzgänger zwischen der kognitiven Neuropsychologie und der Psychiatrie. Sie möchten kognitive Modelle psychischer Störungen entwickeln und gleichzeitig die neuronalen Grundlagen der gestörten Prozesse verstehen. Eine wichtige Voraussetzung für das Gelingen dieses Vorhabens besteht in der Weiterentwicklung der kognitiven Psychologie und der Verfeinerung kognitiver Theorien und Modelle. Nur durch eine immer feinere Analyse sowohl auf psychologischer als auch neuronaler Seite wird es möglich sein, die funktionelle Architektur des menschlichen Geistes und dessen neuronale Implementierung zu verstehen (Gauggel u. Lautenbacher

18

Kapitel 2 · Was ist Kognition? Grundlagen und Methoden

2003). Gleiches gilt natürlich auch für das Verständnis der Pathologie des menschlichen Geistes.

2

Literatur Arbib MA (1995) The handbook of brain theory and neural networks. MIT Press, Cambridge, Mass Broca PP (1861) Loss of speech, chronic softening and partial destruction of the anterior left lobe of the brain. http://psychclassics.yorku.ca/ Broca/perte-e.htm. Gesehen 12.07.2007 Brodmann R (1909) Vergleichende Lokalisationslehre der Großhirnrinde. Barth, Leipzig Conlan R (2001) A life-saving window on the mind and body: the development of magnetic resonance imaging. National Academy of Sciences, Washington, DC. http://www.beyonddiscovery.org. Gesehen 12.07.2007 Costall A (2006) ‘Introspectionism’ and the mythical origins of scientific psychology. Conscious Cogn 15(4): 634–654 Donders FC (1868) Die Schnelligkeit psychischer Processe: Erster Artikel. Archiv für Anatomie, Physiologie und wissenschaftliche Medicin, S 657–681 Ebbinghaus H (1885/1992) Über das Gedächtnis: Untersuchungen zur experimentellen Psychologie. Neue, unveränd. und ungek. Ausgabe nach der 1. Aufl. 1885. Wissenschaftliche Buchgesellschaft, Darmstadt Ferrier D (1986) The functions of the brain. Smith, Elder & Co, London Funke J, Frensch PA (2006) Handbuch der Allgemeinen Psychologie – Kognition. Hogrefe, Göttingen Gauggel S (2003) Die Neurowissenschaften als integrative Kraft für die Klinische Psychologie, Psychiatrie und Neurologie. In: Lautenbacher S, Gauggel S (Hrsg) Neuropsychologie psychischer Störungen. Springer, Berlin Heidelberg New York Tokio, S 489–504

Halligan PW, David AS (2001) Cognitive neuropsychiatry: towards a scientific psychopathology. Nature Neurosci Rev 2: 209–215 Jacobs A (2007) Kognitive Modellierung und Simulation. In: Gauggel S, Herrmann M (Hrsg) Handbuch der Neuro- und Biopsychologie. Hogrefe, Göttingen, S 54–60 Liepmann H (1900) Das Krankheitsbild der Apraxie (»motorische Asymbolie«) aufrund eines Falles von einseitiger Apraxie. Monatsschr Psychiatr Neurol 8: 15–44 Luck SJ (2005) An introduction to the event-related potential technique. MIT Press, Cambridge, Mass Mandler G (2002) Origins of the cognitive (r)evolution. J Hist Behav Sci 38(4): 339–353 Mayer A, Orth J (1901) Zur qualitativen Untersuchung der Assoziationen. Z Psychol Physiol Sinnesorg 26: 1–13 Miller GA (2003) The cognitive revolution: a historical perspective. Trends Cogn Sci 7: 141–144 Miller GA, Galanter E, Pribram KH (1960) Plans and the structure of behavior. Holt, New York Posner MI, DiGirolamo GJ (2000) Cognitive neuroscience: origins and promise. Psychol Bull 126(6): 873–889 Rapp B (2002) The handbook of cognitive neuropsychology. What deficits reveal about the human mind. Taylor & Francis, Hove Sternberg S (1966) High-speed scanning in human memory. Science 153: 652–654 Sternberg S (1969) Memory-scanning: mental processes revealed by reaction-time experiments. Am Sci 57(4): 421–457 Sternberg S (1975) Memory scanning: new findings and current controversies. Quart J Exp Psychol 27: 1–32 Walsh K, Darby D (2005) Neuropsychology. A clinical approach, 5th edn. Elsevier Churchill Livingstone, London

3

3 Methodik der funktionellen Magnetresonanztomographie Thilo Kellermann, Tony Stöcker und N. Jon Shah

3.1

Überblick zur Funktionsweise der Magnetresonanztomographie – 20

3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.1.4 3.1.5 3.1.6 3.1.7

Atomkerne, Spins und makroskopische Magnetisierung – 20 Resonanz: Hochfrequenzpulse und das Magnetresonanzsignal – 20 Relaxationsmechanismen und MR-Kontrastverhalten – 21 MR-Bildgebung: Ortskodierung durch Gradientenfelder und die MR-Sequenz – 21 Einfluss der MR-Sequenz auf die Bildqualität – 22 Komponenten eines MR-Tomographen – 23 MRT-Sicherheitsaspekte – 24

3.2

Messmethodik der fMRT

3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.2.4

Ultraschnelle Bildgebung: EPI – 24 Suszeptibilitätsgewichtung mittels des T2*-Kontrastes – 25 Vor- und Nachteile der fMRT bei starken Magnetfeldern – 25 fMRT-Qualitätskontrolle – 25

3.3

Physiologische Grundlagen der fMRT – 25

– 24

3.3.1 Arten des fMRT-Kontrastes – 25 3.3.2 Der BOLD-Mechanismus und die hämodynamische Impulsantwort

– 26

3.4

Konstruktion und Auswertung von fMRT-Experimenten – 27

3.4.1 3.4.2 3.4.3 3.4.4 3.4.5

Vorverarbeitung – 27 Experimentelle Designs – 29 Statistische Analyse von fMRT-Zeitreihen – 30 Gruppenstatistiken – 32 Multiples Testen – 32

3.5

Zusammenfassung und Ausblick Literatur

– 35

– 33

3

20

Kapitel 3 · Methodik der funktionellen Magnetresonanztomographie

3.1

Überblick zur Funktionsweise der Magnetresonanztomographie

Die Methode der Magnetresonanztomographie (MRT) hat seit ihrer Entdeckung 1973 eine rasante Entwicklung genommen und ist heutzutage ein bildgebendes Verfahren in der klinischen Routine. Auch in anderen Bereichen, wie z. B. Qualitätskontrolle von Lebensmitteln, Porositätsbestimmung von Gesteinen und zur Beobachtung von Tierversuchen in der Pharmaindustrie, stellt die MRT oftmals die Methode der Wahl dar. Neben der Nicht-Invasivität der Untersuchung beruht die Stärke der MRT darauf, dass Bilder mit unterschiedlichsten (Gewebe)kontrasten dargestellt werden können. Ungefähr seit 1992 werden mit der funktionellen MRT (fMRT) Untersuchungen der Gehirnfunktionen durchgeführt. Um erfolgreich in diese spannenden und interdisziplinären Wissenschaften (Physik, Neurobiologie, Medizin, Psychologie, Informatik, …) einzusteigen, ist Grundlagenwissen in den jeweiligen Teilgebieten erforderlich. Die Bearbeitung und Interpretation der Daten muss mit großer Sorgfalt erfolgen, die ohne ein grundlegendes Verständnis der MR-Physik, der Physiologie sowie der statistischen Datenverarbeitung kaum möglich ist. Das vorliegende Kapitel gibt lediglich einen kleinen Einblick; als weiterführende Literatur sind hier Weishaupt et al. (2001) für eine allgemeine Einführung in die MRT sowie Buxton (2002) und Moonen u. Bandettini (2002) für eine speziellere Abhandlung der fMRT empfohlen. 3.1.1 Atomkerne, Spins und makroskopische

Magnetisierung Beim Spin handelt es sich um eine physikalische Eigenschaft subatomarer Teilchen (Protonen, Neutronen, Elektronen, …); er ist somit – ähnlich wie Masse und Ladung – eine charakteristische physikalische Größe. Das Wasserstoffatom (ein einzelnes Proton) ist aufgrund seiner Häufigkeit im menschlichen Organismus in der medizinischen Kernspintomographie von fast ausschließlichem Interesse. Der Spin bzw. der Eigendrehimpuls des Protons erzeugt ein magnetisches Feld, dessen Stärke über das magne. Abb. 3.1. a Nach Erzeugung eines MR-Signals durch einen HF-Puls, d. h. Erzeugung transversaler Magnetisierung Mxy, kann eine Spule senkrecht zur z-Achse (bzw. des äußeren Feldes B0) die transversale Magnetisierung messen. b Dieses MR-Signal wird als »free induction decay« (FID) bezeichnet und gleicht einer exponentiell gedämpften Schwingung

a

tische Moment ausgedrückt wird, welches wiederum vom Spinzustand sowie der Art des Atomkerns abhängt. In einem äußeren magnetischen Feld präzediert das magnetische Moment um die Achse der Feldrichtung mit der Larmor-Frequenz, welche linear mit der Magnetfeldstärke zunimmt. Ohne ein äußeres Magnetfeld sind die Orientierungen der Spins vollkommen zufällig verteilt. Im MR-Tomographen richten sich jedoch alle magnetischen Momente entweder parallel oder antiparallel zur Feldrichtung aus, die in einem kartesischen Koordinatensystem als z-Richtung bezeichnet wird. Aufgrund der zufälligen Verteilung der SpinPräzession existiert keine resultierende Komponente des magnetischen Moments innerhalb der x-y-Ebene. Da die parallele Ausrichtung (magnetisches Moment und äußeres Magnetfeld zeigen in die gleiche Richtung) energetisch günstiger ist, existiert ein Überschuss von parallel zu antiparallel orientierten Spins. ! In einem äußeren Magnetfeld wächst in der Probe (dem Patienten) durch Superposition aller magnetischen Momente (Spins) eine makroskopische Magnetisierung in Feldrichtung an.

3.1.2 Resonanz: Hochfrequenzpulse

und das Magnetresonanzsignal Im thermischen Gleichgewicht, d. h. nach Einbringen der Probe in das Magnetfeld (bzw. des Patienten in den Tomographen) und Ausrichtung der Spins, gibt es keine weiteren Wechselwirkungen. Zur Messung eines Signals muss das System aus dem Gleichgewicht gebracht werden. ! Das MR-Signal wird durch einen elektromagnetischen Hochfrequenzpuls (HF-Puls) erzeugt. Dieser Anregungspuls muss mit der Larmor-Frequenz der präzedierenden Protonenspins erfolgen, weshalb man von Kernspinresonanz (oder Magnetresonanz) spricht.

Der im Radiowellenbereich liegende HF-Puls rotiert die Spins in die x-y-Ebene. Danach ist auch die makroskopische Magnetisierung nicht mehr parallel zum äußeren Feld orientiert. Der Drehb

21 3.1 · Überblick zur Funktionsweise der Magnetresonanztomographie

winkel ist determiniert über Dauer und Stärke des HF-Pulses. Man kann also z. B. erreichen, dass alle magnetischen Momente genau auf die x-Achse gedreht werden (90°-Puls). Nach dem HFPuls kehren die Spins in ihre Gleichgewichtslage zurück. Bei diesem Vorgang wird elektromagnetische Strahlung mit der LarmorFrequenz emittiert, die mit Hilfe einer Spule über das faradaysche Induktionsgesetz gemessen werden kann (. Abb. 3.1). 3.1.3 Relaxationsmechanismen

und MR-Kontrastverhalten Das MR-Signal klingt exponentiell mit einer Zeitkonstanten T2 ab und wird mit FID (»free induction decay«) bezeichnet. Gleichzeitig kehrt die makroskopische Magnetisierung wieder in das thermische Gleichgewicht mit einer Zeitkonstanten T1 zurück. Diese Relaxationszeiten hängen vom jeweiligen Gewebe ab. ! Die medizinische und klinische Bedeutung der MRT folgt aus der Tatsache, dass sie über verschiedene gewebespezifische Parameter in der Bildgebung unterschiedlichste Kontraste erlaubt. Die drei wichtigsten Parameter sind die Protonendichte, die Längsrelaxationszeit T1 und die Querrelaxationszeiten T2.

Eine MRT-Messsequenz, die z. B. Variationen im Parameter T1 abbildet, nennt man T1-gewichtete MR-Bildgebung. Als Beispiel für die starke Abhängigkeit des Bildkontrasts von den Relaxationszeiten zeigt . Abb. 3.2 drei axiale Aufnahmen der gleichen Schicht, jeweils mit unterschiedlicher Gewichtung. 3.1.4 MR-Bildgebung: Ortskodierung durch Gradi-

entenfelder und die MR-Sequenz

nicht jedoch die Ortsabhängigkeit des Signals zur Bildgebung. Dafür muss eine Zuordnung zwischen den MR-Signalanteilen und den zugehörigen kleinen wohldefinierten Volumina innerhalb der Probe, den sogenannten Voxeln (das 3-dimensionale Pendant zum Pixel), gefunden werden. Diesen Zusammenhang ermöglichen die Gradientenspulen. ! Die Gradientenfelder sorgen dafür, dass dem zeitlich und räumlich statischen starken äußeren Magnetfeld ein räumlich linear variierendes schwaches Magnetfeld überlagert wird. Dadurch unterscheiden sich die Larmor-Frequenzen der Protonen in Abhängigkeit von ihrer räumlichen Lage.

Durch eine Frequenzanalyse (Fourier-Analyse) des gemessenen MR-Signals kann die jeweilige Raumposition der verschiedenen Frequenzanteile zum MR-Bild rekonstruiert werden. Man unterscheidet 3 Arten der Ortskodierung: 1. Bei der Schichtselektion wird der Gradient zeitgleich zum HF-Puls und senkrecht zur Schicht geschaltet, so dass die Anregung nur in einer wohldefinierten Schicht stattfindet, wobei die Schichtdicke durch die Stärke des Gradientenfeldes bestimmt ist. 2. Die Frequenzkodierung schaltet einen Gradienten entlang einer Raumrichtung zeitgleich zur Signalaufnahme, so dass die oben angesprochene Überlagerung von Raumfrequenzen im Signal vorliegt. 3. Die unter 1. und 2. beschriebenen Schritte werden nun in der MR-Sequenz mehrfach wiederholt, wobei vor der Signalaufnahme noch eine Phasenkodierung durch ein entsprechendes Gradientenfeld entlang der noch verbleibenden dritten Raumrichtung stattfindet. Durch Variation dieses Gradienten wird ebenfalls eine Frequenzkodierung in der Abfolge der Messwiederholungen erzeugt.

Die bisherigen Ausführungen beschreiben das Verfahren zur Generierung des MR-Signals aus einer Gesamtheit von Protonen,

a

b

3

c

. Abb. 3.2a–c. Durch geeignete Wahl der MR-Sequenz-Parameter kann die Art des Gewebekontrasts durch verschiedene Gewichtungen manipuliert werden: a Protonendichte, b T1-Gewichtung und c T2-Gewichtung

22

Kapitel 3 · Methodik der funktionellen Magnetresonanztomographie

Box 1: Die MR-Sequenz: das Messprotokoll der MR-Bildgebung Die Teilabbildungen in . Abb. 3.3 beschreiben einerseits eine sog. Gradientenechosequenz und andererseits, wie die Schal-

tung von HF-Pulsen und Gradienten zur Datenaufnahme und anschließend zum MR-Bild führt.

3

a

b

. Abb. 3.3. a Das Pulsdiagramm beschreibt die zeitliche Schaltung von Hochfrequenzpuls (HF), Schichtselektions-Gradient (Gz), Phasenkodiergradient (Gy) und Frequenzkodiergradient (Gx), wobei die mehrfachen Linien bei Gy eine Wiederholung der gesamten Pulsfolge für jeden Phasenkodierschritt bedeuten. b Die k-Raum-Trajektorie beschreibt die zugehörige Abtastung der Raumfrequenzen durch die Sequenz. Hier entspricht jede Wiederholungsmessung

! Durch Überlagerung der Gradientenfelder in x-, y- und z-Richtung können beliebig orientierte Schichten angeregt und in diesen Schichten die Phasen- und Frequenzkodierung durchgeführt werden.

Die Entwicklung neuer MR-Sequenzen ist aktueller Forschungsgegenstand; dabei wird versucht, HF-Pulse und Gradientenfelder so zu schalten, dass Bildqualität und Gewebekontrast verbessert und die Messzeit reduziert werden. Die Wirkungsweise einer einfachen MR-Sequenz ist in 7 Box 1 dargestellt. Prominente Beispiele einiger wichtiger MR-Sequenzen und ihrer Eigenschaften liefert die Literatur (Weishaupt et al. 2001; Stöcker u. Shah 2006); eine exakte und ausführliche physikalische Beschreibung findet sich bei Haacke et al. (1999). 3.1.5 Einfluss der MR-Sequenz

auf die Bildqualität Einer der wichtigsten Parameter in jeder MR-Sequenz ist die Repetitionszeit TR – die Zeit zwischen zwei HF-Puls-Anregungen. Sie bestimmt die Messzeit und sollte deshalb klein sein. Zudem verhindert eine kleine TR eine komplette T1-Relaxation, so dass die nächste Anregung ein geringeres MR-Signal, d. h. ein geringeres Signal-zu-Rausch-Verhältnis (SNR) ergibt. ! Das SNR wird mit abnehmendem TR kleiner.

Das MR-Bild liegt als Matrix vor, und die Größe der einzelnen Bildpunkte (Voxel) bestimmt die Auflösung. Das Sichtfeld oder

c

d

einer Zeile mit unterschiedlichem Abschnitt auf der ky-Achse. Die Position im k-Raum wird durch die Flächen unter den Gradientenpulsformen bestimmt. Während der Frequenzkodierung (dies entspricht den Pfeilen von links nach rechts) wird das Signal aufgenommen und der k-Raum mit Daten gefüllt. c Die Messdaten im k-Raum. d Die Messdaten nach der Fourier-Transformation im Bildraum

die Größe des Bildes in Millimeter wird als »Field of View« (FoV) bezeichnet (bei nicht quadratischem FoV ist der Wert für beide Bildachsen anzugeben). ! Mit einer Erhöhung der Auflösung sinkt das SNR, da durch die verringerten Voxeldimensionen sich die Zahl der Spins pro Voxel vermindert, die zum MR-Signal beitragen.

Eine weitere wichtige Eigenschaft der MR-Bildgebung sind die unterschiedlichen Abbildungsfehler, auch Artefakte genannt, die verschiedene physikalische Ursachen haben und deren Kenntnis für die Interpretation von MR-Aufnahmen unbedingt notwendig ist. Hier sollen nur kurz die wichtigsten Quellen für Artefakte genannt werden. Ob und wie stark diese Artefakte im MR-Bild auftreten, hängt von der verwendeten MR-Sequenz und der MRTHardware ab. 1. Bewegungsartefakte: Jegliche Bewegung des Probanden während der Messung führt zu (teilweise korrigierbaren) Abbildungsfehlern (7 Abschn. 3.4.1) und muss durch Fixation weitgehend vermieden werden. Des Weiteren kann auch Blutfluss zu Artefakten führen. 2. Chemische Verschiebung: Hier bewirken leichte Veränderungen der Larmor-Frequenzen aufgrund unterschiedlicher lokaler Magnetfelder in der jeweiligen Molekülstruktur eine falsche Ortskodierung und so räumliche Verschiebungen dieser Anteile im MR-Bild. Besonders prominent ist die sog. Fett-Wasser-Verschiebung. 3. Suszeptibilitätsartefakte: Lokale Inhomogenitäten des äußeren Feldes können zu Bildverzerrungen führen. Solche Feldinhomogenitäten treten an Gewebegrenzen auf, die mit einer

23 3.1 · Überblick zur Funktionsweise der Magnetresonanztomographie

3

. Abb. 3.4a–d. Verschiedene Artefakte (Abbildungsfehler) bei MR-Aufnahmen. a Bewegungsartefakte (hier insbesondere Augenbewegung), b Chemische Verschiebung, c Suszeptibilitätsartefakte, d »Fold-Over«-Artefakt. (»Ghost«-Artefakt . Abb. 3.5)

a

b

c

d

starken Veränderung der magnetischen Suszeptibilität einhergehen, also insbesondere an Gewebe-Luft-Grenzen. 4. Aliasing (»wrap around«): Wird der FoV kleiner als das Objekt gewählt, so werden Anteile außerhalb des Bildes mit einer falschen Frequenz kodiert; sie »falten« sich an der gegenüberliegenden Seite in das Bild (»fold over«). 5. Ghosting: Dieses Artefakt ist insbesondere in der EPI-Sequenz für die fMRT aufzufinden (7 Abschn. 2.1). Hier werden benachbarte k-Raum-Linien in unterschiedlicher Richtung gemessen, so dass schon geringste Abweichungen der Gradienten zu einer Phasenverschiebung zwischen geraden und ungeraden Linien führen. Dies äußert sich im Bildraum in einer Kopie des eigentlichen Bildes, welche um den halben FoV verschoben ist und als Ghost bezeichnet wird. ! Die Art der MR-Sequenz sowie die Wahl ihrer Parameter bestimmen den Bildkontrast, die Auflösung, die Messzeit und die Bildqualität (SNR und Abbildungsfehler).

3.1.6 Komponenten eines MR-Tomographen Der Kernspintomograph ist ein Gerät, in welchem makroskopische Magnetisierung in der Probe (bzw. im Probanden) durch ein starkes Magnetfeld erzeugt wird, durch HF-Pulse aus der Feldrichtung gedreht und ein MR-Signal erzeugt wird, dessen Präzessionsfrequenzen dann über örtlich variierende Gradientenfelder so manipuliert werden, dass die messbaren kleinen oszillierenden Induktionsströme durch eine Frequenzzerlegung räumlichen Bereichen (den Voxeln) zugeordnet werden können. Das starke äußere Feld im Tomographen wird durch einen supraleitenden Magneten erzeugt (die übliche klinische Feldstärke ist 1,5 Tesla). Um die schwachen MR-Signale störfrei aufnehmen zu können, muss der Tomograph von der Außenwelt elektromagnetisch abgeschirmt sein, d. h., der komplette Raum gleicht einem faradayschen Käfig. Weiterhin muss das äußere Feld extrem homogen sein, was durch sog. Shim-Spulen erreicht wird, in denen Kompensationsströme fließen und die vorhandenen Inhomogenitäten ausgleichen (»shimming«). Die Gradientenspulen erzeugen die Gradientenfelder. Die starken schnell wechselnden Ströme in diesen Spulen verursachen starke mechanische Kräfte, die auf das System wirken und so die Ursache für die starke akustische Belastung bei einer MRT-Untersuchung

24

3

Kapitel 3 · Methodik der funktionellen Magnetresonanztomographie

sind. Die HF-Spulen schließlich generieren bzw. empfangen die HF-Signale zur Erzeugung und Detektion des MR-Signals. Vorbzw. Nachverstärkung ist wichtig, um einen entsprechend starken HF-Puls zu senden bzw. um das schwache MR-Signal zu detektieren. Die Spulen müssen optimal an die Larmor-Frequenz von Protonen angepasst sein (»Tuning«), und Frequenz und Phase des Signals müssen möglichst unverzerrt gesendet bzw. empfangen werden. Da das SNR bei abnehmendem Spulenvolumen zunimmt, gibt es spezielle Spulen für verschiedene Anwendungen (z. B. Kopfspulen in der Hirnforschung). 3.1.7 MRT-Sicherheitsaspekte Die MRT ist ein vollständig nichtinvasives Verfahren, das mit keinerlei ionisierender Strahlenbelastung verbunden ist. Allerdings sind bestimmte Vorsichtsmaßnahmen sehr streng einzuhalten, da ansonsten ein hohes Gefahrenpotential bestehen kann. Hier ist in erster Linie die Stärke des äußeren Magnetfelds zu erwähnen. ! Das Einbringen jeglicher ferromagnetischer (eisenhaltiger) Objekte in den Magnetraum ist verboten, da auf diese durch das starke Magnetfeld extreme Kräfte wirken. Dies betrifft insbesondere auch Implantate (z. B. künstliche Gelenke, Herzschrittmacher).

Die HF-Pulse können bei »Überdosierung« eine Erwärmung des Probanden zur Folge haben, ähnlich dem Mikrowelleneffekt. Klinische MR-Tomographen haben deshalb einen Mechanismus, der eine Überschreitung der Maximaldosis verhindert. Auch die schnellen Wechselfelder der Gradientenschaltung sind eine mögliche Gefahrenquelle. Bei sehr hoher Schaltfrequenz können schwache Ströme in den Körper induziert werden, die Nervenstimulationen verursachen. Neben technischen Gefahrenpotentialen kann auch Klaustrophobie in einigen Fällen den Einsatz von MRT ausschließen.

a

b

. Abb. 3.5a–c. Schnelle Bildgebung mit der EPI. a Das Pulsdiagramm der EPI-Sequenz: Das gesamte Bild wird nach einem HF-Puls akquiriert. b Die zugehörige k-Raum-Trajektorie, in der benachbarte Linien in um-

3.2

Messmethodik der fMRT

3.2.1 Ultraschnelle Bildgebung: EPI Im Gegensatz zu anderen MR-Sequenzen wird bei der Methode des »echo planar imaging« (EPI) nicht in jedem TR-Intervall eine Phasenkodierung durchgeführt, sondern alle Phasen- und Frequenzkodierschritte werden mittels sehr schnell geschalteter Gradienten nach einer einzigen HF-Anregung durchgeführt; deshalb spricht man auch von einer »Single-shot«-Sequenz. ! Die EPI-Sequenz (Echo-planare Bildgebung) ermöglicht es, eine Schicht in weniger als einer Zehntelsekunde (/ s) aufzunehmen. Diese Geschwindigkeit ist für die funktionelle MRT sehr gut geeignet, da die Hirnaktivität mit hoher zeitlicher Auflösung abgebildet werden kann. Eine Aufnahme des gesamten Gehirns bei einer Auflösung von ca. 3×3×3 mm3 kann in 2–3 s erfolgen.

Die maximale Auflösung der EPI-Sequenz ist beschränkt: Im Normalfall wird eine Schicht mit 64×64 Bildpunkten aufgenommen, maximal sind 128×128 Bildpunkte sinnvoll, da nach der Anregung das MR-Signal schnell abklingt und keine Zeit für eine größere Anzahl von Phasen- und Frequenzkodierungen bleibt. In . Abb. 3.5 sind das MR-Pulsdiagramm, die zugehörige k-RaumTrajektorie und MR-Bilder der EPI-Sequenz dargestellt. Die schnelle EPI-Bildgebung hat eine unvermeidbare Verminderung der Bildqualität zur Folge; die Methode ist in der Regel von allen in 7 Abschn. 1.4 beschriebenen Bildartefakten betroffen, wobei mittlerweile Verbesserungen des Verfahrens eine fast komplette Unterdrückung der Abbildungsfehler ermöglichen.

c gekehrter Richtung durchlaufen werden. c Die EPI-Aufnahme eines homogenen Wasserzylinders zeigt deutlich Ghost-Artefakte (7 Abschn. 3.1.5)

25 3.3 · Physiologische Grundlagen der funktionellen MRT

3.2.2 Suszeptibilitätsgewichtung

3

3.2.4 fMRT-Qualitätskontrolle

mittels des T2*-Kontrastes Das mit der EPI-Sequenz detektierte MR-Signal folgt einem mit der Zeitkonstanten T2* beschriebenen exponentiellen Abfall. Dieser ist der in 7 Abschn. 2.1.3 beschriebenen T2-Relaxation sehr ähnlich, allerdings liegt aufgrund der Phaseninkohärenz benachbarter Spins, die durch Feldinhomogenitäten verursacht wird, eine noch schnellere Signalschwächung (T2*