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Peer Reviewed
See detailHeart and brain: cortical representation of cardiac signals is disturbed in borderline personality disorder, but unaffected by oxytocin administration
Schmitz, M.; Müller, L. E.; Schulz, André UL et al

in Journal of Affective Disorders (2020), 264(1), 24-28

Background: Emotional dysregulation, a core feature of borderline personality disorder (BPD) has recently been linked to deficits in the cortical representation of bodily signals. Oxytocin modulates the ... [more ▼]

Background: Emotional dysregulation, a core feature of borderline personality disorder (BPD) has recently been linked to deficits in the cortical representation of bodily signals. Oxytocin modulates the salience of external social cues. However, its role in interoception is still not fully understood. The aim of the current study was to replicate reduced heartbeatevoked potentials (HEPs) as a marker for the cortical representation of cardiac signals in BPD and to explore potential effects of oxytocin on HEP amplitude. Methods: Fifty-three medication-free women with a DSM-IV diagnosis of BPD and sixty healthy female controls (HCs) participated in the study. In a randomized, double-blind placebo-controlled trial, participants self-administered either 24 I.U. of oxytocin or placebo and took part in a 5-minute resting-state electrocardiogram (ECG) with parallel electroencephalogram (EEG) measurement. In addition, emotional dysregulation and BPD symptomatology were assessed with self-report questionnaires. Results: Patients with BPD had significantly lower mean HEP amplitudes than HCs. Furthermore, HEP amplitudes were negatively correlated with emotional dysregulation in the whole sample. However, oxytocin had no significant effect on HEP amplitude. Limitations: Only female participants were investigated and no clinicial controls were included. Conclusions: This is the first replication from an independent sample showing a reduced cortical representation of cardiac signals in BPD patients. This, together with other bodyrelated symptoms, suggests deficits in the processing of bodily signals, which seem to be associated with emotional dysregulation. Whether oxytocin influences HEP during emotion regulation tasks needs to be investigated in future studies. [less ▲]

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Peer Reviewed
See detailCardiac cycle phase affect auditory-evoked potentials in response to acoustic startle stimuli, but not perceived intensity ratings
Bernard, Sam UL; Münch, E. E.; Hansen, G. et al

in Kirschbaum, C. (Ed.) 45. Jahrestagung Psychologie und Gehirn - Abstractband (2019)

Startle stimuli presented in the early cardiac cycle phase elicit lower responses than stimuli presented in the late cardiac cycle phase. This effect, named ‚Cardiac modulation of startle (CMS)‘, was ... [more ▼]

Startle stimuli presented in the early cardiac cycle phase elicit lower responses than stimuli presented in the late cardiac cycle phase. This effect, named ‚Cardiac modulation of startle (CMS)‘, was proposed to reflect baro-afferent signal processing in the central nervous system. It is yet unclear, however, whether the CMS is due to a general sensory attenuation effect by baro-afferent signal transmission or to a specific neural pathway that selectively attenuates startle stimulus processing, but may eventually enhance other processes. The aim of the present study was, therefore, to address this issue. In this present study 23 female participants were presented acoustic stimuli of varying intensities (95, 100, and 105 dBA) during early (R-wave + 230 ms) and late (R+ 530 ms) cardiac cycle phase. Startle responses (EMG of the M. Orbicularis Oculi), auditory-evoked potentials (AEPs), and perceived intensity ratings of all stimuli were assessed. Higher startle stimulus intensities evoked higher perceived intensity ratings, stronger EMG startle responses, and higher N1, P2, and P3 AEPs. Startle stimuli in the early cardiac cycle phase elicited lower startle responses, and a positive shift of the N1 and P3 components as compared to the late cardiac cycle phase. Intensity ratings were unaffected by the cardiac cycle phases. The present AEP pattern associated with CMS appears to be unique across all startle modulation paradigms, supporting a more specific neural pathway, rather than a general sensory attenuation. [less ▲]

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Peer Reviewed
See detailHerzschlag-evozierte Potentiale bei der Borderline Persönlichkeitsstörung: Können Defizite in der kortikalen Repräsentation interozeptiver Signale durch Oxytocin beeinflusst werden?
Schmitz, M.; Müller, L. E.; Schulz, André UL et al

in Kirschbaum, C. (Ed.) 45. Jahrestagung Psychologie und Gehirn - Abstractband (2019)

Zu den Kernmerkmalen der Borderline Persönlichkeitsstörung (BPS) gehört eine emotionale Dysregulation. Diese zeigt sich v.a. in Schwierigkeiten im Erkennen und Regulieren eigener Emotionen und könnte eng ... [more ▼]

Zu den Kernmerkmalen der Borderline Persönlichkeitsstörung (BPS) gehört eine emotionale Dysregulation. Diese zeigt sich v.a. in Schwierigkeiten im Erkennen und Regulieren eigener Emotionen und könnte eng mit Defiziten in der Repräsentation und Perzeption körpereigener Signale zusammenhängen. Erste eigene Befunde weisen auf reduzierte Herzschlagevozierte Potentiale (HEPs) bei Patienten mit einer akuten BPS, jedoch nicht bei remittierten Patienten gegenüber gesunden Kontrollprobanden hin. Als mögliche Quellen konnten der anterior zinguläre und insuläre Kortex ermittelt werden. Ziele der vorliegenden Studie waren die Replikation reduzierter HEP-Amplituden in einer unabhängigen Stichprobe von N=53 Patientinnen mit BPS und N=60 gesunden Probandinnen und die Untersuchung des Einflusses von Oxytocin auf die HEPs. Effekte von Oxytocin auf interozeptive Prozesse werden diskutiert, bisher fehlte jedoch eine Untersuchung seiner Einflüsse auf die aufgabenunabhängige kortikale Repräsentation. In einem doppelblinden, randomisierten und placebokontrollierten Gruppendesign wurde ein 4-minütiges Ruhe EEG und EKG 85 Minuten nach Substanzapplikation (24 I.U. Oxytocin oder Placebo) abgeleitet. Zusätzlich wurde subjektive interozeptive Sensibilität in zwei Fragebögen abgefragt. Hypothesenkonform wiesen die Patientinnen mit BPS signifikant geringere mittlere HEP-Amplituden gegenüber den gesunden Probandinnen auf und berichteten über verringerte interozeptive Sensibilität. Die HEPs korrelierten außerdem negativ mit der Symptomschwere, emotionaler Dysregulation und früher Traumatisierung. Allerdings konnte kein Effekt von Oxytocin auf die HEPs gefunden werden. Unsere Ergebnisse bestätigen eine reduzierte kortikale Repräsentation interozeptiver Signale bei Patientinnen mit BPS, welche in Abwesenheit sozialer Stimuli nicht durch Oxytocin beeinflusst wird. Studien, welche die Modulation der HEPAmplitude während Emotionsregulation untersuchen, könnten helfen, Techniken zu identifizieren, um die Körperwahrnehmung bei Störungsbildern mit ausgeprägter emotionaler Dysregulation zu erhöhen. [less ▲]

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Peer Reviewed
See detailA Latent State-Trait Analysis of Interoceptive Accuracy
Wittkamp, M.; Bertsch, K.; Vögele, Claus UL et al

in Psychophysiology (2018), e0185802

Interoceptive accuracy (IAc), i.e. the ability to accurately perceive one’s own bodily signals, is widely assumed to be a trait, although experimental manipulations, such as stress, may affect IAc. We ... [more ▼]

Interoceptive accuracy (IAc), i.e. the ability to accurately perceive one’s own bodily signals, is widely assumed to be a trait, although experimental manipulations, such as stress, may affect IAc. We used structural equation modeling to estimate the reliability of IAc, and the proportions of individual differences in IAc, explained by a trait and occasion-specific effects of situation and person-situation interactions. We assessed IAc in 59 healthy participants (40 women, MAge = 23.4 years) on three consecutive measurement occasions, approx. one week apart, in a ‘rest’ and ‘poststress’ condition, using a heartbeat counting and a heartbeat discrimination task. The results show fair temporal stability (intraclass correlation coefficients ≥ 0.38) and good reliability (Mdn = .63; range .49-.83) for both methods. While around 40% of the variance of a single IAc measurement could be explained by a trait, approx. 27% were accounted for by occasion-specific effects of situation and person-situation interaction. These results suggest that IAc measures are relatively consistent and that situations and person-situation interactions impact IAc as measured at a certain point in time. An aggregation across at least two measurements is recommended when using IAc as a trait variable. [less ▲]

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Peer Reviewed
See detailCortical representation of afferent bodily signals in borderline personality disorder: neural correlates and raltionship to emotional dysregulation
Müller, L. E.; Schulz, André UL; Andermann, M. et al

in JAMA Psychiatry (2015), 72(11), 1077-1086

The ability to perceive and regulate one's own emotions has been tightly linked to the processing of afferent bodily signals (interoception). Thus, disturbed interoception might contribute to the core ... [more ▼]

The ability to perceive and regulate one's own emotions has been tightly linked to the processing of afferent bodily signals (interoception). Thus, disturbed interoception might contribute to the core feature of emotional dysregulation in borderline personality disorder (BPD), as increased levels of depersonalization, body image disturbances, and reduced sensitivity to physical pain suggest poor body awareness in BPD. OBJECTIVE: To determine neural correlates of disturbed body awareness in BPD and its associations with emotional dysregulation and to explore improvements in body awareness with BPD symptom remission. DESIGN, SETTING, AND PARTICIPANTS: Case-control study performed at Heidelberg University Hospital, Heidelberg, Germany. Heartbeat evoked potentials (HEPs), an indicator of the cortical representation of afferent signals from the cardiovascular system, were investigated in 34 medication-free patients with BPD, 31 healthy volunteers, and 17 medication-free patients with BPD in remission. The HEPs were assessed using 5-minute resting-state electroencephalograms and parallel electrocardiograms. Core BPD symptoms, history of childhood traumatization, and psychiatric disorders were assessed by means of self-reports and structured interviews. To measure neural correlates of disturbed body awareness, high-resolution T1-weighted structural magnetic resonance imaging scans were collected and analyzed using voxel-based morphometry and region-of-interest-based approaches. The study was performed between 2012 and 2014, and data analysis was performed in 2014. MAIN OUTCOMES AND MEASURES: Mean HEP amplitudes in resting-state electroencephalograms and their correlation with self-reported emotional dysregulation, as well as with gray matter volume. RESULTS: Patients with BPD had significantly reduced mean HEP amplitudes compared with healthy volunteers (F1,61 = 11.32, P = .001), whereas the mean HEP amplitudes of patients with BDP in remission lie somewhere in between these 2 groups of participants (P > .05). The HEP amplitudes were negatively correlated with emotional dysregulation (R = -0.30, P = .01) and positively associated with gray matter volume in the left anterior insula (R = 0.53, P < .05) and the bilateral dorsal anterior cingulate cortex (R = 0.47, P < .05), 2 structures that have been identified as core regions for interoception. CONCLUSIONS AND RELEVANCE: The results indicate state-dependent deficits in the cortical processing of bodily signals in patients with BPD, which appear to be associated with core features of BPD. The analysis of patients with BPD in remission suggests an improvement in cortical representation of bodily signals with symptom remission. Results recommend the integration of techniques to strengthen bodily awareness in psychotherapeutic interventions of BPD. [less ▲]

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See detailPsychophysiologische Indikatoren für Interozeption: Kognition und Klinik
Schulz, André UL; Bertsch, K.

in Verleger, R.; Krämer, U.; Beyer, F. (Eds.) et al Abstractband 40. Tagung "Psychologie und Gehirn" (2014)

Interozeption – die Wahrnehmung von Körpersignalen – spielt bei vielen psychologischen Prozessen eine wichti-ge Rolle, z.B. beim subjektiven Erleben von Emotionen oder bei der Symptomgenese ... [more ▼]

Interozeption – die Wahrnehmung von Körpersignalen – spielt bei vielen psychologischen Prozessen eine wichti-ge Rolle, z.B. beim subjektiven Erleben von Emotionen oder bei der Symptomgenese körperbezogener psychi-scher Störungen. Neben Herzschlagdetektionstests, die als Indikator für die interozeptive Genauigkeit heran-gezogen werden, existieren außerdem einige psychophy-siologische Methoden für die Erfassung interozeptiver Prozesse, wie Herzschlag-evozierte Potenziale, respira-torische Widerstände oder die Kopplung von Stimulus-präsentation an den kardialen Zyklus. Ziel dieses Sym-posiums ist es, neue Erkenntnisse zu psychophysiolo-gischen Mechanismen von Interozeption zu präsentieren, die auf unterschiedliche viszerale Organe zurückgehen, sowie deren Integration in normales und pathologisches Erleben und Verhalten zu diskutieren. Zunächst wird Thomas M. Schilling (Universität Trier) den Einfluss von baro-afferenter neuronaler Signalüber-mittlung auf die Integration multisensorischer Stimuli diskutieren. Daraufhin präesentiert Sibylle Petersen (KU Leuven) Ergebnisse zu Effekten von Kategorisierung von Atemwiderständen auf Wahrnehmung und Atem-verhalten, sowie Zusammenhang dieser Effekte mit Furcht vor interozeptiven Reizen. Zoé van Dyck (Uni-versität Luxemburg) wird anschließend einen Vortrag zum Einfluss von kurzzeitiger Nahrungsdeprivation auf die Herzschlagdetektionsgenauigkeit halten. Von Laura Müller (Universitätsklinikum Heidelberg) werden Daten zu Herzschlag-evozierten Potenzialen als Indikatoren für die kortikale Verarbeitung afferenter Signale aus dem kardiovaskulären System bei Boderline-Persönlichkeits-störung im Vergleich zu Gesunden präsentiert. Zum Abschluss diskutiert André Schulz (Universität Luxem-burg) Konvergenzen und Divergenzen von interozepti-ven Selbstberichten, Herzschlagdetektionsgenauigkeit und Herzschlag-evozierter Potenziale bei Depersonalisa-tions-/Derealisationsstörung im Vergleich zu Gesunden. [less ▲]

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See detailDie Borderline-Persönlichkeitsstörung: Emotionale Dysregulation aufgrund verminderter interozeptiver Körperwahrnehmung?
Müller, L. E.; Schulz, André UL; Izurieta, N. et al

in Verleger, R.; Krämer, U.; Beyer, F. (Eds.) et al Abstractband 40. Tagung "Psychologie und Gehirn" (2014)

Die Fähigkeit, körpereigene Signale wahrzunehmen (interozeptive Körperwahrnehmung), ist grundlegend für die Wahrnehmung und Regulation eigener Emotionen. Eines der Hauptmerkmale von Patienten der ... [more ▼]

Die Fähigkeit, körpereigene Signale wahrzunehmen (interozeptive Körperwahrnehmung), ist grundlegend für die Wahrnehmung und Regulation eigener Emotionen. Eines der Hauptmerkmale von Patienten der Borderline-Persönlichkeitsstörung (BPS) ist eine ausgeprägte emoti-onale Dysregulation, die sich in einer erhöhten Sensitivi-tät und Reaktivität insbesondere für soziale Reize, Schwierigkeiten bei der Kontrolle eigener Emotionen sowie einem verzögerten Abklingen emotionaler Erregung zeigt. Darüber hinaus haben BPS-Patienten Schwierigkeiten, ihre eigenen Emotionen wahrzuneh-men und affektive Zustände adäquat zu differenzieren. Ziel der Studie war daher die Untersuchung der interozeptiven Körperwahrnehmung von BPS-Patienten. Hierzu wurde erstmals das HEP (heartbeat-evoked-potential) bei BPS-Patienten (N=29) abgeleitet und mit dem einer gesunden Kontrollgruppe (N=30) verglichen. Das HEP gilt als ein Indikator für die kortikale Aktivität während der interozeptiven Wahrnehmung. Hierfür wurde während eines 5 minütigen Spontan-EEGs (60 Elektroden) bei geschlossenen Augen simultan die EKG-Aktivität abgeleitet. Aus früheren Studien ist bekannt, dass Personen mit einer guten interozeptiven Körperwahrnehmung eine höhere HEP-Amplitude aufweisen als Personen mit schlechter interozeptiver Körperwahrnehmung. Im Vergleich zu den gesunden Personen, zeigten die BPS-Patienten im Latenzfenster 450-600 ms nach der EKG-R-Zacke eine signifikant kleinere HEP-Amplitude p = . , ω²= . ). ar ber hinaus korrelierte das HEP signifikant negativ mit der Borderline-Symptomschwere einer Person, der selbstberichteten emotionalen Regula-tionsfähigkeit und dem Verständnis für eigene Emotio-nen. Wir gehen davon aus, dass die kleinere HEP-Amplitude der BPS-Patienten auf eine schlechtere interozeptive Körperwahrnehmung hinweist. Weiterhin scheint die schlechte interozeptive Körperwahrnehmung mit der BPS-Symptomschwere sowie der Schwierigkeit, eigene Emotionen wahrzunehmen, assoziiert zu sein. Eine schlechtere interozeptive Körperwahrnehmung könnte demnach eine mögliche Ursache für die emotionale Dysregulation dieser Patientengruppe sein. [less ▲]

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See detailBorderline-Persönlichkeitsstörung: emotionale Dysregulation aufgrund verminderter Herzwahrnehmungsfähigkeit?
Müller, L. E.; Schulz, André UL; Izurieta, N. et al

in Pauli, P.; Kübler, A.; Hewig, J. (Eds.) et al 39. Tagung Psychologie und Gehirn - Abstracts (2013)

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Peer Reviewed
See detailStability of Heart Rate Variability Indices Reflecting Parasympathetic Activity
Bertsch, K.; Hagemann, D.; Naumann, E. et al

in Psychophysiology (2012), 49(5), 672-682

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See detailAuditorisch-evozierte Potenziale (AEPs) auf akustische Schreckreize werden durch den kardialen Zyklus moduliert
Schulz, André UL; Bertsch, K.; Blumenthal, T. D. et al

in Kurzbeiträge Psychologie und Gehirn 2010 (2010)

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