Open Access

Viola Oertel-Knöchel

• The present study consists of two parts: The first part is made up of questions concerning the cognitive underpinnings of auditory verbal hallucinations in schizophrenia. As this thesis framed schizophrenia as a multivariate problem, neural correlates to auditory verbal and visual hallucinations were investigated in the second part. The main finding is that vividness of mental imagery was increased in all putative high-risk groups as well as the patients themselves, compared with low-schizotypy controls. Therefore, it seems that vivid imagery is a trait rather than a state marker, and may be related to the genetic liability to develop schizophrenia. However, no evidence was found for a linear relationship between vividness of mental imagery and predisposition to hallucinate. Self-reported imagery vividness and predisposition to hallucinate did not depend on psychomotor speed or intelligence. In addition, individual psychopathology ratings did not correlate significantly with the mental imagery scores. Furthermore, the analysis of the control orientation and the degree of dysfunctional psychopathological status across the schizophrenia spectrum, showed an independence of control orientation and dysfunctional status from each other, as well as from other markers of schizophrenia or schizophrenic-like individuals. As a conclusion, external control orientation seems to be a symptom or a trait marker of schizophrenia. The results lead to the assumption that, beside schizophrenic individuals, first-degree relatives and schizotypy controls have some impairments and visible signs without suffering from the illness directly. This would lead to the further assumption that the illness schizophrenia is not only genetic but also dependent on environmental factors. In the second part of the study, we investigated anatomical and functional brain abnormalities in the schizophrenia patients compared with first-degree relatives and healthy controls. Here, the results followed the continuum of healthy controls, first-degree relatives and schizophrenic patients in the functional and anatomical data sets, and in the language lateralization. The decrease of lateralisation correlated with the severity of symptoms in the patient group. The investigation of visual hallucinations showed activity in higher visual areas during the experience of visual hallucinations in a schizophrenia patient and in a blindfolded subject. The activity in higher visual areas followed the boundaries of category-selective areas in both subjects. In contrast to the memory-related areas found in the schizophrenic patient experiencing visual hallucinations, we did not observe memory-related areas during visual hallucinations induced by blindfolding. This suggests that the neural mechanisms underlying hallucinations in schizophrenia are at least partly distinct from those operational in cortical deafferentation. It is proposed that individual differences in psychopathology, as well as neuropsychological and psychosocial functioning may provide further means to understand the complex and highly dynamic aspects of hallucinations specifically and schizophrenia in general. The enlargement of the subject sample to high-schizotypy controls and first-degree relatives of patients allowed new insights into the mental imagery debate and the dysfunctional connectivity pattern known to be responsible for psychotic symptoms. Further topics of research are discussed.
• Die hier präsentierte Arbeit untersucht die Erkrankung Schizophrenie, und speziell das Phänomen der Halluzinationen, unter multivariaten (kognitiv, neuronal) Gesichtspunkten. In der ersten Teiluntersuchung wurde geprüft, ob sich die mentale Vorstellungskraft bei den verschiedenen Versuchspersonengruppen, schizophrene Patienten, erstgradige Verwandte der Patienten, hoch-schizotype Kontrollpersonen und normale Kontrollpersonen, signifikant unterscheidet, und ob diese potentiellen Unterschiede eine Verbindung zu Halluzinationen, aufweisen. Das Hauptergebnis ist, dass die Lebhaftigkeit der mentalen Vorstellung in allen potentiellen Risikogruppen, also Verwandten, hoch-schizotypen Personen und schizophrenen Patienten selbst, erhöht ist, wenn man sie mit der Lebhaftigkeit der mentalen Vorstellungskraft bei normalen Kontrollprobanden vergleicht. Die Ergebnisse zeigen Hinweise auf eine genetische Disposition zu einer vermehrten Lebhaftigkeit visueller Vorstellungen im schizophrenen Spektrum. Jedoch zeigten die Ergebnisse nicht, wie von verschiedenen Autoren vermutet, einen direkten Zusammenhang zwischen der mentalen Vorstellungskraft und der Prädisposition zu halluzinieren. Beide Konstrukte scheinen darüber hinaus von psychomotorischer Verarbeitungsgeschwindigkeit und kristalliner Intelligenz unabhängig zu sein. Darüber hinaus besteht kein Zusammenhang zwischen der individuellen Ausprägung der psychopathologischen Symptome der schizophrenen Patienten und der subjektiven Einschätzung der mentalen Vorstellungskraft. Die Ergebnisse weisen darauf hin, dass die Lebhaftigkeit der Vorstellung eher etwas Überdauerndes (trait marker) als ein aktuell untersuchter Zustand (state marker) ist. Die Lebhaftigkeit der mentalen Vorstellungskraft scheint eine von Halluzinationen oder anderen psychopathologischen Symptomen unabhängige Auffälligkeit zu sein, die sich über das Schizophrenie-Spektrum erstreckt. Weiterhin konnten bei der Untersuchung weiterer möglicher Korrelate zu Halluzinationen andere kognitive Konstrukte mit den gleichen Probandengruppen untersucht werden: das Ausmaß an externaler Kontrollüberzeugung sowie an dysfunktionalen psychopathologischen Zustandsbild. Hier zeigte sich, dass schizophrene Patienten eher zu einer externalen Kontrollorientierung neigen, während Kontrollprobanden eine internal orientierte Kontrollüberzeugung hatten. Hoch-schizotype Personen sowie Verwandte der Patienten bildeten die Mitte zwischen den beiden anderen Probandengruppen. Auch bezüglich des dysfunktionalen Status konnte das eben beschriebene Kontinuum gezeigt werden. Beide Konstrukte zeigten sich unabhängig voneinander, wie auch von Halluzinationen. Jedoch zeigte sich ein Zusammenhang zwischen der externalen Kontrollüberzeugung und einem anderen psychopathologischen Symptom der Schizophrenie, den Wahnvorstellungen. Also scheint eine externale Kontrollüberzeugung ein Symptom oder ein Trait marker der des Schizophrenie-Spektrums zu sein. Diese Probandengruppen zeigen im Vergleich zu normalen Kontrollprobanden Auffälligkeiten, ohne dass sie an der Erkrankung direkt leiden. Dies könnte zu dem Schluss führen, dass gewisse Auffälligkeiten genetisch veranlagt sind, die Grenze zur Erkrankung Schizophrenie aber nur überschritten wird, wenn Umgebungs- oder andere Faktoren ungünstig dazu kommen. Im zweiten Teil der Studie untersuchten wir anatomische und funktionelle Auffälligkeiten des Gehirns. Die neurologischen Daten zeigen eine niedrigschwellige Aktivität im auditorischen Kortex außerdem eine reduzierte Sprachlateralisierung bei Schizophrenen und ihren Verwandten im Vergleich zu Normalpersonen. Sprache wird normalerweise stärker linksseitig im Gehirn verarbeitet, bei unseren Patienten scheint dieser Mechanismus jedoch gestört zu sein. Weitergehende Fragen zeigten, dass die Reduzierung der Sprach-Lateralisierung bei den Patienten in direkter Verbindung zu psychotischen Symptomen stehen. Je mehr psychotische Symptome die Patienten während des Zeitraums der Untersuchung aufwiesen, desto deutlicher gestaltete sich die Reduktion der Sprachlateralisierung. Diese Ergebnisse konnten auch für die Untersuchung des anatomischen Volumens des auditorischen Kortex gezeigt werden. Die hier vorliegenden Befunde sprechen für das schon zuvor beobachtete Kontinuum der Ergebnisse, von den Normalpersonen ohne Auffälligkeiten, zu den Verwandten mit leichten Auffälligkeiten, bis hin zu den Patienten mit deutlichen Auffälligkeiten in auditorischen und visuellen Verarbeitungsbereichen. Im weiteren Verlauf untersuchten wir das Phänomen der visuellen Halluzinationen bei einem schizophrenen Patienten sowie bei einer Probandin, die visuelle Halluzinationen durch sensorische Deprivation bewusst herbeigeführt hat. Wir konnten zeigen, dass höhere visuelle Areale während des Erlebens von visuellen Halluzinationen aktiviert sind, die direkt mit den Grenzen Kategorie-spezifischer Areale einhergingen. Während es gelungen ist, bei dem schizophrenen Patienten Gedächtnis-Areale zu finden, konnte dieser Befund für die Probandin mit den durch sensorische Deprivation herbeigeführten Halluzinationen nicht bestätigt werden. Dieser Befund bestätigt die Vermutung, dass die neuronalen Mechanismen, die den visuellen Halluzinationen bei schizophrenen Patienten zugrunde liegen, teilweise anders als bei operationaler kortikaler Deafferentation sind.