PTBS: Wie sich Traumata verlernen lassen
Ein traumatisches Erlebnis lässt sich nicht rückgängig machen, wohl aber die Posttraumatische Belastungsstörung: mit Hilfe des Extinktionslernens. Dabei soll die Furcht-Konditionierung mit ihren eigenen Waffen geschlagen werden.
Scientific support: Dr. Tina Lonsdorf
Published: 26.08.2014
Difficulty: intermediate
- Das Gedächtnis zeichnet sich durch ein hohes Maß an Flexibilität aus. Die Fähigkeiten, neue Daten und Fakten, Verhaltensmuster und Emotionen zu erlernen sowie bereits abgespeicherte Gedächtnisinhalte zu verändern, sind überlebenswichtig.
- Posttraumatische Belastungsstörungen (PTBS) gehören zu den Angststörungen. Der PTBS liegt ein Lernprozess zu Grunde, der als Furchtkonditionierung bezeichnet wird. Dabei zeigen drei Hirnregionen bedeutsam veränderte Aktivitätsmuster: die Amygdala, der ventromediale präfrontale Cortex (vmPFC) sowie der Hippocampus.
- In der kognitiven Verhaltenstherapie macht man sich das Prinzip des Extinktionslernens zunutze: PTBS-Patienten sollen die neu erlernte Angstreaktion umlernen. Das umgelernte Verhalten lässt sich aber mitunter schwer abrufen. Forscher vermuten, dass dies mit der reduzierten Aktivität im vmPFC und Hippocampus zu tun hat.
- Der Hippocampus spielt auch eine wichtige Rolle, wenn ein Kontext als gefährlich oder sicher beurteilt werden soll. Es kann sein, dass diese Kontrollfunktion entfällt, wenn diese Hirnregion weniger aktiv ist – was bei einer Posttraumatischen Belastungsstörung der Fall sein kann.
- Die bisherigen Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass es vielleicht sinnvoll sein kann, das Extinktionslernen in verschiedenen Kontexten, also Umgebungen, durchzuführen. Inwiefern das tatsächlich langfristige Erfolge in der Therapie von PTBS-Betroffenen bringt, muss noch erforscht werden.
Cortex
cortex cerebri
Cortex refers to a collection of neurons, typically in the form of a thin surface. However, it usually refers to the cerebral cortex, the outermost layer of the cerebrum. It is 2.5 mm to 5 mm thick and rich in nerve cells. The cerebral cortex is heavily folded, comparable to a handkerchief in a cup. This creates numerous convolutions (gyri), fissures (fissurae), and sulci. Unfolded, the surface area of the cortex is approximately 1,800cm².
Hippocampus
The hippocampus is the largest part of the archicortex and an area in the temporal lobe. It is also an important part of the limbic system. Functionally, it is involved in memory processes, but also in spatial orientation and learning. It comprises the subiculum, the dentate gyrus, and the Ammon's horn with its four fields CA1-CA4.
Changes in the structure of the hippocampus due to stress are associated with chronic pain. The hippocampus also plays an important role in the amplification of pain through anxiety.
Die Anwendung eines virtuellen Raumes ist eine beliebte Methode in der Wissenschaft. Ausgestattet mit einem Gamepad und einer Art Brille mit integriertem Bildschirm können die Probanden frei durch den realen Raum gehen. Gleichzeitig nehmen sie selbst einen ganz anderen Raum – den virtuellen Raum – um sich herum wahr, in dem sie agieren und sich bewegen können. Bei Experimenten im Magnetresonanztomografen (MRT) entfällt die freie Bewegung durch den realen Raum: Stattdessen wird den Probanden ein Film vorgespielt, in dem sie passiv den virtuellen Raum durchlaufen.
Die Ziele der Therapien für PTBS-Patienten sind aktive Konfrontation und bewusste Auseinandersetzung mit dem Trauma. So geht es bei der kognitiven Verhaltenstherapie darum, über Gedanken und Wahrnehmung das Erleben und Verhalten positiv zu beeinflussen. Dies wird zum Beispiel bei der Konfrontationstherapie erreicht. Dabei wird der Patient, begleitet von seinem Therapeuten, direkt mit der Angst auslösenden Situation konfrontiert. Eine Alternative ist die Augenbewegungsdesensibilisierung. Diese Therapie beruht auf bilateraler Stimulation: Während der Patient sich aktiv in die traumatische Situation begibt, folgt er mit seinen Augen zufälligen Bewegungen. Damit wird die Kommunikation zwischen den Hemisphären gefördert, die bei einer PTBS gestört sein kann.
Ob Terror, Vergewaltigung, Unfall oder Naturkatastrophe: Wer ein Trauma erlebt, der läuft Gefahr, dass sich das Erlebte fest im Gehirn verankert und sich eine Posttraumatische Belastungsstörung (PTBS) entwickelt. Die Symptomatik der PTBS umfasst sowohl den sozialen Rückzug als auch die bedingungslose Vermeidung jeglicher mit dem traumatischen Ereignis assoziierten Faktoren. Die Betroffenen leiden unter Intrusion und Übererregung: Sie erleben das Trauma in Flashbacks (Wenn das Kriegstrauma zurückkommt) und Träumen unwillkürlich immer wieder – und sie sind dauernd in Alarmbereitschaft, zeigen eine erhöhte Schreckreaktion und eine reduzierte Erregungsschwelle des autonomen Nervensystems.
Das Trauma ist so einschneidend, dass extrem starke Assoziationen zwischen dem Erlebten und den dabei empfundenen aversiven Emotionen gebildet werden. Hier spielt das emotionale Gedächtnis eine wichtige Rolle (Erinnern mit Gefühl). Das emotionale Gedächtnis ist Teil des impliziten Gedächtnisses und damit wiederum ein Teil jenes Gedächtnisses, das sowohl das Verhalten als auch die Emotionen umfasst, ohne bewusst wahrgenommen zu werden. Auch das Angst-Gedächtnis zählt dazu. Und dieses nimmt wohl bei PTBS-Patienten Überhand, sodass die Angst das Verhalten der Betroffenen steuert.
Einer PTBS liegt wohl ein Lernprozess zu Grunde, der als Furchtkonditionierung bezeichnet wird. Diese Furchtkonditionierung basiert auf dem gleichen Prinzip wie die klassische Konditionierung, wie man sie von Pavlov und seinen Hunden kennt – nur dass am Ende nicht der Speichel läuft, sondern einen die Angst erfüllt.
Verlernen in der kognitiven Verhaltenstherapie
Therapeuten bedienen sich derzeit an einem breiten Spektrum an möglichen Therapieansätzen, um ihren PTBS-Patienten zu helfen. Spitzenreiter in der Wirksamkeit ist die kognitive Verhaltenstherapie; zu den eher umstrittenen Methoden gehört die Augenbewegungsdesensibilisierung (EMDR, siehe Infokasten). Ein wichtiger Teil der kognitiven Verhaltenstherapie ist die Extinktion: das Verlernen (Umlernen lernen). Hierbei soll das Prinzip der Konditionierung genutzt und direkt am Angstgedächtnis angewendet werden. Die Idee ist, die Patienten neu zu konditionieren und so ein „Sicherheitsgedächtnis“ aufzubauen. So können die konditionierten Reaktionsmuster der Angst auslösenden Erinnerungen umgelernt werden.
Psychologen und Psychiater wenden das Prinzip schon lange an – und in den vergangenen Jahren sind auch Wissenschaftler dem Extinktionslernen bei Angst-Störungen zunehmend auf den Grund gegangen. Zentrale Fragen waren dabei: Was genau passiert mit dem Angst-Gedächtnis der PTBS-Patienten bei einer Extinktion? Bedeutet Extinktion die Löschung oder die Inhibition der zuvor konditionierten Gedächtnisinhalte?
Bereits in den 1970er Jahren hatten Verhaltensstudien mit Tieren ergeben: Die Extinktion bedeutet normalerweise nicht, dass ein Verhalten gelöscht wird. Mittlerweile schauen Wissenschaftler auf die neuronale Ebene, und zwar mit besonderem Blick auf drei Hirnregionen: den Hippocampus, die Amygdala und den präfrontalen Cortex. Der Hippocampus, lokalisiert im Schläfenlappen, ist ein wichtiges Lernzentrum und mitverantwortlich für die Konsolidierung, also dafür, dass gelernte Informationen vom Kurz– ins Langzeitgedächtnis überführt werden. Die Amygdala, auch bekannt als Mandelkern, schließt sich an den vorderen Bereich des Hippocampus an. Hier werden emotionale, insbesondere Angst und Aggression betreffende, Informationen verarbeitet und Angstreaktionen veranlasst. Damit übernimmt die Amygdala eine wichtige Aufgabe bei der Entwicklung des Angstgedächtnisses. Und die Prozesse, die in der Amygdala ablaufen, werden wiederum vom präfrontalen Cortex kontrolliert.
Inhibition
Neuronal inhibition describes the phenomenon whereby a sender neuron sends an impulse to a receiver neuron, causing the latter's activity to decrease. The most important inhibitory neurotransmitter is GABA.
Amygdala
corpus amygdaloideum
An important core area in the temporal lobe that is associated with emotions: it evaluates the emotional content of a situation and reacts particularly to threats. In this context, it is also activated by pain stimuli and plays an important role in the emotional evaluation of sensory stimuli. Inaddition, it is involved in linking emotions with memories, emotional learning ability, and social behavior. The amygdala is part of the limbic system.
Cortex
cortex cerebri
Cortex refers to a collection of neurons, typically in the form of a thin surface. However, it usually refers to the cerebral cortex, the outermost layer of the cerebrum. It is 2.5 mm to 5 mm thick and rich in nerve cells. The cerebral cortex is heavily folded, comparable to a handkerchief in a cup. This creates numerous convolutions (gyri), fissures (fissurae), and sulci. Unfolded, the surface area of the cortex is approximately 1,800cm².
Hippocampus
The hippocampus is the largest part of the archicortex and an area in the temporal lobe. It is also an important part of the limbic system. Functionally, it is involved in memory processes, but also in spatial orientation and learning. It comprises the subiculum, the dentate gyrus, and the Ammon's horn with its four fields CA1-CA4.
Changes in the structure of the hippocampus due to stress are associated with chronic pain. The hippocampus also plays an important role in the amplification of pain through anxiety.
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Das Lern-Trio gerät aus dem Gleichgewicht
Erlebt man ein Trauma und entwickelt daraufhin eine Belastungsstörung, geraten diese fein aufeinander abgestimmten Interaktionen aus dem Gleichgewicht: Die Aktivität der Amygdala steigt, während gleichzeitig die Aktivität des Hippocampus und des ventromedialen Abschnitts des präfrontalen Cortex (vmPFC) reduziert ist. Das kann dazu beitragen, dass sich die gelernte Angstreaktion im Gehirn festsetzt, dass das Verlernen im Rahmen einer Therapie nicht besonders gut gelingt und dass die gelernte Extinktion sich auch nicht so gut abrufen lässt.
Mohammed Milad von der Harvard Medical School ist es 2007 gelungen, das Prinzip der Extinktion unter Anwendung einer virtuellen Realität (siehe Infokasten) bei gesunden Probanden erfolgreich einzusetzen. Der Studienablauf war wie folgt:
- Tag 1 – Tag der Konditionierung: Stimulus 1 wird in Kontext A, einer bestimmten Umgebung, mit einem elektrischen Reiz gekoppelt.
- Tag 2 – Tag des Umlernens: Stimulus 1 wird in Kontext B, also in einer anderen Umgebung, nicht mehr mit einem Elektroschock präsentiert, wodurch die Angstreaktion reduziert wird.
- Tag 3 – Tag des Tests: Die Probanden befinden sich wieder in Kontext B und werden erneut mit Stimulus 1 ohne Elektroschock konfrontiert – auf dass die Extinktion, die umgelernte Reaktion, abgerufen wird.
Die Ergebnisse ergaben, dass sowohl der ventromediale Abschnitt des präfrontalen Cortex (vmPFC) als auch der Hippocampus während des Extinktionsabrufs aktiv waren. Zwischen diesen Aktivitäten und dem Erfolg der Extinktion besteht ein positiver Zusammenhang, berichteten Milad und sein Team im Biology Psychiatry Journal. Wenn die Furchtkonditionierung, das Extinktionslernen und der Abruf des Verlernten in unterschiedlichen Situationen stattfinden, dann verändert sich auch das Aktivitätsmuster der erwähnten Hirnregionen – die jeweilige Situation ist also wichtig dafür, wie jemand nach einem Extinktionstraining auf einen ursprünglich Angst auslösenden Reiz reagiert.
An dieser Stelle setzt das Team um Herta Flor vom Zentralinstitut für Seelische Gesundheit in Mannheim an: Sobald sich der Kontext, in dem das Verlernen stattgefunden hat, vom jenem Kontext unterscheidet, in dem die Extinktion abgerufen wird, kehrt bei den meisten PTBS-Patienten die Angst zurück. Wenn es derart misslingt, das Sicherheitsgedächtnis abzurufen, dann sprechen Experten vom Erneuerungseffekt oder Renewal (Wenn Verlernen misslingt). Flor und ihr Team haben Trauma-Patienten ohne PTBS, Trauma-Patienten mit PTBS sowie gesunde Kontroll-Versuchsteilnehmer in einen virtuellen Raum geschickt. In dieser Umgebung durchliefen die Teilnehmer die folgenden Prozesse:
- Tag 1 – Tag der Konditionierung: Stimulus 1 wird in Kontext A mit einem elektrischen Reiz gekoppelt.
- Tag 2 – Tag des Umlernens: Stimulus 1 wird in Kontext B nicht mehr mit einem Elektroschock präsentiert, wodurch die Angstreaktion reduziert wird.
- Tag 3 – Tag des Tests: Die Probanden befinden sich in Kontext C und werden erneut mit Stimulus 1 konfrontiert, und zwar ohne Elektroschock. Es wird geprüft, ob die Extinktion abgerufen wird oder nicht.
Die Ergebnisse bestätigten einmal mehr, dass die Extinktion abhängig von der Situation ist. Die Trauma-Patienten mit PTBS zeigten nach dem Wechsel des Kontextes nicht weniger Angst als zuvor – die Furchtkonditionierung wurde also entweder nicht erfolgreich reduziert oder der Stimulus hat zum Erneuerungseffekt geführt, weil die Extinktion nicht abgerufen werden konnte. Die Angst wurde so oder so wie üblich physiologisch sichtbar: anhand einer signifikanten Erhöhung der Amygdala-Aktivität sowie des differenziellen Hautleitwertes. Letzterer gibt die Aktivität der Schweißdrüsen an, wovon der Feuchtegrad und damit der elektrische Leitwert der Haut abhängen. Steigt die Angst oder der Stress produzieren die Schweißdrüsen mehr Schweiß, die Haut wird feucht und der Hautleitwert steigt.
Die Forscher vermuteten: Bei den PTBS-Patienten war die Aktivität der Amygdala erhöht, weil die Kontrolle durch den vmPFC fehlt, was die Furchtkonditionierung an Tag 1 begünstigt. Gleichzeitig war die hippocampale Aktivität reduziert, was darauf hindeuten kann, dass das Lernen und der Abruf der Extinktion erschwert sind. Außerdem wurde vermutet, dass es eine Aufgabe des Hippocampus ist, den Kontext zu erkennen und als „sicher“ einzuordnen. Entfällt dieser Kontrollmechanismus, beweist sich die Extinktion als sensitiv gegenüber kontextuellen Veränderungen – schrieben die Forscher in einer Fachzeitschrift.
Amygdala
corpus amygdaloideum
An important core area in the temporal lobe that is associated with emotions: it evaluates the emotional content of a situation and reacts particularly to threats. In this context, it is also activated by pain stimuli and plays an important role in the emotional evaluation of sensory stimuli. Inaddition, it is involved in linking emotions with memories, emotional learning ability, and social behavior. The amygdala is part of the limbic system.
Hippocampus
The hippocampus is the largest part of the archicortex and an area in the temporal lobe. It is also an important part of the limbic system. Functionally, it is involved in memory processes, but also in spatial orientation and learning. It comprises the subiculum, the dentate gyrus, and the Ammon's horn with its four fields CA1-CA4.
Changes in the structure of the hippocampus due to stress are associated with chronic pain. The hippocampus also plays an important role in the amplification of pain through anxiety.
Cortex
cortex cerebri
Cortex refers to a collection of neurons, typically in the form of a thin surface. However, it usually refers to the cerebral cortex, the outermost layer of the cerebrum. It is 2.5 mm to 5 mm thick and rich in nerve cells. The cerebral cortex is heavily folded, comparable to a handkerchief in a cup. This creates numerous convolutions (gyri), fissures (fissurae), and sulci. Unfolded, the surface area of the cortex is approximately 1,800cm².
Reaktionen im Konkurrenzkampf
Nach der Extinktion sind also zwei Gedächtnispfade entstanden: Einerseits der Konditionierungspfad, bei dem Stimulus 1 die gelernte Angstreaktion auslöst; andererseits der Extinktionspfad, bei dem auf Stimulus 1 keine Angstreaktion mehr erfolgt. Wird Stimulus 1 später erneut präsentiert, konkurrieren diese Pfade miteinander und der Kontext wird zur entscheidenden Komponente: Die aktuelle Situation dürfte anders sein als jene Situation beim Verlernen – und auch anders als die traumatisierende Situation, welche sich normalerweise nicht wiederherstellen lässt. Je nachdem dominiert der eine oder der andere Pfad – und führt so dazu, ob die Person mit Furcht reagiert oder nicht.
Deswegen raten manche: In der Expositionstherapie, die bei Patienten mit Angststörungen wie der PTBS häufig angewendet wird, sollte der Ort der Exposition von Therapiestunde zu Therapiestunde variieren. Das mag logisch klingen, immerhin kann der Hippocampus so die präsentierten Kontexte als „sicher“ speichern und der Patient könnte sich weniger davor fürchten, dass überall Gefahr lauert. Dennoch: Dieser Ansatz beziehungsweise dessen Erfolg ist noch nicht abschließend wissenschaftlich bestätigt.
Was diverse Studien aus den vergangenen Jahren aber gezeigt haben: Extinktion bedeutet, Gedächtnisinhalte nicht zu löschen, sondern diese ständig zu optimieren. Damit gewährleistet dieser Prozess einen kontinuierlichen Wandel und höchste Flexibilität unseres Gedächtnisses und ist somit ein Stück Überlebensstrategie – ohne Angst, trotz eines traumatischen Erlebnisses.
Hippocampus
The hippocampus is the largest part of the archicortex and an area in the temporal lobe. It is also an important part of the limbic system. Functionally, it is involved in memory processes, but also in spatial orientation and learning. It comprises the subiculum, the dentate gyrus, and the Ammon's horn with its four fields CA1-CA4.
Changes in the structure of the hippocampus due to stress are associated with chronic pain. The hippocampus also plays an important role in the amplification of pain through anxiety.
zum Weiterlesen:
- Posttraumatische Belastungsstörungen, hg. von Andreas Maercker, Springer Verlag, 4. Auflage, Zürich, 2013.
- Vervliet, B et al.: Extinction, generalization, and return of fear: A critical review of renewal research in humans, Biol Psychology. 2013 Jan;92(1):51 – 58 (zum Abstract).
- Milad, MR et al.: Recall of Fear Extinction in Humans Activates the Ventromedial prefrontal cortex and Hippocampus in Concert. Biol Psychiatry. 2007 Sep;62(5):446 – 454 (zum Abstract).
Extinction
In extinction, a previously conditioned stimulus is presented several times without the originally paired reinforcement until the conditioned response subsides. For example, a dog has learned that the ringing of a bell announces food (conditioned stimulus → conditioned salivation response). In extinction, the bell is now rung several times without food following. After a few repetitions, the dog stops drooling when the bell rings: the conditioned response subsides. This decrease in response can also be detected at the synaptic level, for example, by a reduction in neurotransmitter release.
Ventromedial prefrontal cortex
Cortex praefrontalis ventromedialis/ventromedial prefrontal cortex
Anatomically, the ventromedial prefrontal cortex belongs to the frontal lobe of the cerebral cortex. In some patients with decision-making problems, neuroscientists find lesions in this region of the brain. The ventromedial prefrontal cortex also becomes active when we try to suppress negative emotions such as feelings of guilt. It receives signals from many other areas of the brain and innervates the amygdala, hypothalamus, and several areas of the cortex.
Hippocampus
The hippocampus is the largest part of the archicortex and an area in the temporal lobe. It is also an important part of the limbic system. Functionally, it is involved in memory processes, but also in spatial orientation and learning. It comprises the subiculum, the dentate gyrus, and the Ammon's horn with its four fields CA1-CA4.
Changes in the structure of the hippocampus due to stress are associated with chronic pain. The hippocampus also plays an important role in the amplification of pain through anxiety.