Emotionalität und Hirnschädigung Hermann Ackermann Hertie Institut für Klinische Hirnforschung der Universität Tübingen Fachkliniken Hohenurach, Bad Urach 122. Wanderversammlung Baden-Baden 09. – 11. Juni 2006

Emotionalität und Hirnschädigung: Orbitalhirnsyndrom Depression bei Schlaganfall Klüver-Bucy-Syndrom etc. ----------------------------------------------------- „auditory affective agnosia“ motorische Aprosodie „anterior operculum syndrome“ Zwangslachen / -weinen

Emotionalität und Hirnschädigung: Orbitalhirnsyndrom Depression bei Schlaganfall Klüver-Bucy-Syndrom etc. ----------------------------------------------------- „auditory affective agnosia“ motorische Aprosodie „anterior operculum syndrome“ Zwangslachen / -weinen

Der Fall Phineas Gage: Schwere Persönlichkeits- / Charakterveränderungen nach frontaler Pfählungsverletzung Damasio AR. Descartes‘ Irrtum: Fühlen, Denken und das menschliche Gehirn, 1994

Topographie der „Gage-Matrix“ Damasio 1994, S.90

Orbitofrontale Läsionen: Emotionalität und Verhalten (I) Welt L, 1888: Charakterveränderungen bei Stirnhirnläsionen Kleist K, 1931, 1934: „eigentliches Stirnhirn“ vs. Orbitalhirn („Ausfallserscheinungen am Gemeinschafts- und Selbst-Ich“). Kretschmer E, 1949: Psychodynamik des Orbitalhirnsyndroms Poeck et al. 1962: Kritik am Konzept eines Orbitalhirnsyndroms (frontale Leukotomie)

Topographie der „Gage-Matrix“ Damasio 1994, S.90

Orbitofrontale Läsionen: Emotionalität und Verhalten (II) Hornak et al. Changes in emotion after circumscribed surgical lesions of the orbitofrontal and cingulate cortices. Brain 2003;126:1691-712. „... bilateral or unilateral lesions ... within the OFC can impair emotional voice and/or face expression identification, but significant changes in social behaviour and in subjective emotional state are related to bilateral lesions.“

Perzeption emotionaler Mimik Nakamura et al. 1999 5

„Hearing of Emotions“: Experiment 1 Question: - Correlates of affective prosody perception? - Influence of emotional valence? Stimuli: Der Gast hat sich für Donnerstag ein Zimmer reserviert Die Anrufe werden automatisch beantwortet Ein Informatiker würde den Rechner verwenden Die neue Lehrerin hat den Schülern Filme gezeigt In der Verpackung lassen sich Rosen transportieren Viele Mitglieder sind zu der Versammlung gekommen In diesen Gebüschen haben sich öfter Hasen verborgen Ein müder Tourist hat sich in der Hütte ausgeruht Der Mann hat auf einem ledernen Sofa gesessen In der Werkstatt wurden neue Maschinen aufgestellt etc. Tasks: 1) Recognition affective prosody (5 emotions) 2) Vowel detection 5

Identification of Emotional Intonation affect - vowel vowel - affect R L R L GFI (BA 47) Wildgruber et al. 2005

Emotionalität und Hirnschädigung: Orbitalhirnsyndrom Depression bei Schlaganfall Klüver-Bucy-Syndrom etc. ----------------------------------------------------- „auditory affective agnosia“ motorische Aprosodie „anterior operculum syndrome“ Zwangslachen / -weinen

Depression: “Lateralität / Lokalisation” (I) Katastrophenreaktion („catastrophic reaction“): Kurt Goldstein. Der Aufbau des Organismus, 1933, Language and Language Disturbances, 1948. -------------------------------------------------------------- „… many patients with left-hemisphere lesions and aphasia appeared anxious, agitated, and sad …“ Heilman et al. 2003, p.471

Depression: “Lateralität / Lokalisation” (II) Gainotti G. Cortex 1972;8:41-55. LH lesions = catastrophic reaction (Goldstein) RH lesions = emotional indifference or euphoric mood (Babinski) Starkstein et al. Brain 1987;110:1045-1059. severe depression = left frontal and left caudate lesions the closer to the frontal pole, the more severe the depression

Depression: “Lateralität / Lokalisation” (III) Stuss & Benson. Psychol Bull 1984;95:3-28. orbitofrontal cortex = pseudo-psychopathic personality LH dorsolateral-frontal convexity = pseudo-depressed personality -------------------------------------------------------------- Bhogal et al. Stroke 2004;35:794-802. review of 26 articles conflicting results, depending upon source population, time of evaluation, measurement instruments etc.

Emotionalität und Hirnschädigung: Orbitalhirnsyndrom Depression bei Schlaganfall Klüver-Bucy-Syndrom etc. ----------------------------------------------------- „auditory affective agnosia“ motorische Aprosodie „anterior operculum syndrome“ Zwangslachen / -weinen

Klüver-Bucy-Syndrom: tierexperimentelles Modell: bilaterale Resektion der vorderen Anteile des Temporallappens - Zahmheit / Verlust von Furcht, - undifferenziertes Fressverhalten, - visuelle Agnosie etc. Klüver & Bucy 1939 bei Menschen, mehr oder weniger vollständig ausgeprägt z.B. im Rahmen von Enzephalitiden

Projektionsbahnen der Sehrinde Engel 2003

Klüver-Bucy-Syndrom: tierexperimentelles Modell: bilaterale Resektion der vorderen Anteile des Temporallappens - Zahmheit / Verlust von Furcht, - undifferenziertes Fressverhalten, - visuelle Agnosie etc. Klüver & Bucy 1939 bei Menschen, mehr oder weniger vollständig ausgeprägt, z.B. im Rahmen von Enzephalitiden

Amygdala und Furchteaktionen LeDoux 1998

Wutreaktionen: Zerebrale Korrelate Panksepp 1998

Emotionalität und Hirnschädigung: Orbitalhirnsyndrom Depression bei Schlaganfall Klüver-Bucy-Syndrom etc. ------------------------------------------------ „auditory affective agnosia“ motorische Aprosodie „anterior operculum syndrome“ Zwangslachen / -weinen

Brain and Affective Prosody: Clinical Data Heilman KM et al. Auditory affective agnosia: Disturbed comprehension of affective speech. JNNP 1975;38:69. Ross ED. The aprosodias: Functional-anatomic organization of the affective components of language in the right hemisphere. Arch Neurol 1981;38:561. auditory affective agnosia / sensorische Aprosodie

Historische Reminiszenzen Neurologie: Monrad-Krohn GH. Dysprosody or altered „melody of language“. Brain 1947;70:405-15 Dysprosodie („foreign accent syndrome“) vs. Aprosodie / Hypoprosodie vs. Amusie Prosodie = „variations of stress, of rhythm and of pitch“

Syndromes of Motor and Sensory Aprosodia motorischer Kortex Motor Cortex Broca- Analogue Broca-Analogon Auditory Cortex Wernicke-Analogue Ross 1981

Two fMRI Studies on the Perception of Affective Prosody: “Hearing of Emotions” Wildgruber D, Riecker A, Hertrich I, Erb M, Grodd W, Ethofer T, Ackermann H: Identification of emotional intonation evaluated by fMRI. NeuroImage 2005;24:1233-41. Wildgruber D, Hertrich I, Riecker A, Erb M, Anders S, Grodd W, Ackermann H: Distinct frontal regions subserve evaluation of linguistic and emotional aspects of speech intonation. Cerebral Cortex 2004;14:1384-.

Identification of Emotional Intonation Representation of intonation contours ? Sentence focus ? Identification of emotional valence ? Ackermann et al. 2004 5

Intonation Contours Signalling Affective States Ivry & Lebby 1998

Emotionalität und Hirnschädigung: Orbitalhirnsyndrom Depression bei Schlaganfall (Klüver-Bucy-Syndrom etc.) ------------------------------------------------ „auditory affective agnosia“ motorische Aprosodie „anterior operculum syndrome“ Zwangslachen / -weinen

Syndromes of Motor and Sensory Aprosodia motorischer Kortex Motor Cortex Broca- Analogue Broca-Analogon Auditory Cortex Wernicke-Analogue Ross 1981

Emotionalität und Hirnschädigung: Orbitalhirnsyndrom „catastrophic reaction“ / Lateralität Klüver-Bucy-Syndrom etc. ------------------------------------------------ „auditory affective agnosia“ motorische Aprosodie „anterior operculum syndrome“ Zwangslachen / -weinen

Topographische Organisation sensomotorischer Kortex

Vokale Affektäußerungen beim Menschen: Zerebrale Korrelate Mao et al. Anterior operculum syndrome. Neurology 1989;39:1169-72. AOS = facio-pharyngo-glosso-masticatory diplegia due to bilateral lesions of the upper motor neuron „dramatic automatic-voluntary movement dissociation“

vordere zinguläre Rinde periaquäduktales Grau Hirnstamm „Vokalisationsbahn“ Totenkopfäffchen: vordere zinguläre Rinde periaquäduktales Grau Hirnstamm z.B. Jürgens 2002

Emotionalität und Hirnschädigung: Orbitalhirnsyndrom Depression bei Schlaganfall Klüver-Bucy-Syndrom etc. ------------------------------------------------ „auditory affective agnosia“ motorische Aprosodie „anterior operculum syndrome“ Zwangslachen / -weinen

PHONETICS (Stuttgart) Participants NEUROLOGIE NEUROLOGY Dirk Wildgruber Axel Riecker Ingo Hertrich Klaus Mathiak Hermann Ackermann NEURORADIOLOGY Michael Erb Uwe Klose Wolfgang Grodd PHONETICS (Stuttgart) Jörg Mayer Greg Dogil