Dokument: Neuroimaging and behavioral biomarkers for neuropsychiatric diseases

Titel:	Neuroimaging and behavioral biomarkers for neuropsychiatric diseases
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=66360
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20240711-150524-3
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Englisch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Hahn, Lisa [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 3,12 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 05.07.2024 / geändert 05.07.2024
Beitragende:	Prof. Dr. Dukart, Juergen [Gutachter] Prof. Dr. Schilbach, Leonhard [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Beschreibungen:	Bis heute ist die Früherkennung und Diagnose vieler neuropsychiatrischer Erkrankungen eine Herausfoderung, was häufig zu Unter- oder Fehldiagnosen führt. Um das Leiden der Patienten zu lindern und die ökonomische Belastung zu verringern, hat sich die neuropsychiatrische Forschung in den letzten zwei Jahrzehnten zunehmend auf die Entwicklung von Biomarkern konzentriert. Während Biomarker unterschiedlichen Zwecken dienen und aus einer Vielzahl von Modalitäten abgeleitet werden können, bewertet diese Arbeit den aktuellen Stand der Entwicklung von Biomarkern für chronische und nicht-chronische neuropsychiatrische Erkrankungen am Beispiel der verhaltensabhängigen frontotemporalen Demenz (bvFTD), der postpartalen Depression (PPD) und der Anpassungsstörung (adjustment disorder - AjD) im Wochenbett. Im Detail wurde die Vorhersagekraft soziodemographischer und klinisch-anamnestischer Informationen neben Online-Erhebungen von Stimmung und Stress bewertet (Studie 1) sowie frühe strukturelle und funktionelle Hirnveränderungen (Studie 2) in PPD und AjD untersucht. Darüber hinaus wurden räumliche Korrelationen struktureller und funktioneller Neurobildgebung mit Neurotransmitterdichte als Biomarker für Neurotransmitter-Vulnerabilität bei bvFTD evaluiert (Studie 3). Die erste Studie zeigte, dass PPD, AjD und gesunde Kontrollen anhand der Online-Erhebungen von Stimmung und klinisch-anamnestischer Information (d.h. postnatale Depressions- und Bindungsscores) präzise differenziert werden können. Dahingegen konnte die zweite Studie keine robusten strukturellen und funktionellen Hirnveränderungen in PPD und AjD nachweisen. Die dritte Studie ergab, dass eine verminderte funktionale Konnektivität in fronto-temporalen und fronto-parietalen Regionen in bvFTD mit der Verteilung von Rezeptoren und Transportern des γ-Aminobuttersäure-basierten, norepinephrinergen, und serotonergen Neurotransmitter-systems sowie deren kodierender mRNA-Genexpression kolokalisiert war, welches auf eine spezifische Neurotransmitter-Vulnerabilität in Patienten mit bvFTD hinweist. Zusammenfassend zeigten die ersten beiden Studien den Nutzen der Kombination aus Online-Erhebungen und maschinellem Lernen für die Früherkennung von PPD und AjD. Zudem zeigte die dritte Studie, dass räumliche Korrelationen von Hirnstruktur und -funktion mit Neurotransmitterdichte zur Beurteilung der Neurotransmitter-Vulnerabilität genutzt werden können. Zukünftig könnten diese Ansätze der Biomarkerentwicklung auch für die Früherkennung und Diagnose anderer neuropsychiatrischer Erkrankungen von Nutzen sein. To date, early recognition and diagnosis of many neuropsychiatric diseases remains challenging, resulting in frequent under- or misdiagnosis. To reduce the suffering of patients and to lower the economic burden, neuropsychiatric research began to focus on biomarker development in the last two decades. While biomarkers can serve different purposes and can be derived from a variety of modalities, this thesis evaluates the current state of biomarker development for chronic and non-chronic neuropsychiatric diseases at the examples of behavioral variant frontotemporal dementia (bvFTD), postpartum depression (PPD), and adjustment disorder (AjD) in the postpartum period. More specifically, the predictive value of socio-demographic and clinical-anamnestic information in addition to remote mood and stress assessments was evaluated (study 1), and early structural and functional brain alterations (study 2) were examined in PPD and AjD. Moreover, spatial correlations of structural and functional neuroimaging with neurotransmitter density were evaluated as neurotransmitter vulnerability biomarker in bvFTD (study 3). While the first study demonstrated that PPD, AjD, and healthy controls can be accurately differentiated using remote mood assessments and clinical-amnestic information (i.e., postnatal depression and attachment scores), the second study revealed no robust early structural and functional brain alterations in PPD and AjD. The third study showed that reduced functional connectivity in frontotemporal and frontoparietal regions in patients with bvFTD co-localized with the distribution of receptors and transporters of γ-aminobutyric acid-ergic, norepinephrinergic, and serotonergic neurotransmitter systems, and their encoding mRNA gene expression, indicating a specific neurotransmitter vulnerability in patients with bvFTD. In summary, the first two studies demonstrated the value of utilizing remote assessments in combination with machine learning for early recognition of PPD and AjD. Moreover, the third study demonstrated the potential of spatial correlations of brain structure and function with neurotransmitter density to assess neurotransmitter vulnerability. In the future, these biomarker development approaches may also prove useful for the early recognition and diagnosis of other neuropsychiatric diseases.
Lizenz:	Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz
Fachbereich / Einrichtung:	Medizinische Fakultät
Dokument erstellt am:	11.07.2024
Dateien geändert am:	11.07.2024
Promotionsantrag am:	21.03.2024
Datum der Promotion:	03.07.2024