Neural circuits underlying a psychotherapeutic regimen for fear disorders

Baek, Jong Hwan; Lee, Sukchan; Cho, Taesup; Kim, Seung Wook; Kim, Min‐Soo; Yoon, Yongwoo; Kim, Ko Keun; Byun, Junweon; Kim, Sang Jeong; Jeong, Jaeseung; Shin, Hee Sup

doi:10.1038/s41586-019-0931-y

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“…The therapeutic benefits of alternating bilateral visual stimulation (not necessarily the movement of the eyes itself) have been associated with increased responses in the SC-mediodorsal thalamus circuit in the rodent. 208 Other accounts suggest that altering visual exploration through lateral eye movements may alter the engagement of prefrontal cortices, 209,210 and disrupt working memory resources necessary for reconstructing details from memory, although this has been debated. 211 The difficulty in assessing the underlying mechanisms of these effects, as well as providing validation for the impact of stereotyped patterns of eye movements on the recall and vivid reexperiencing of details, is that most studies on EMDR do not record and measure eye movements.…”

Section: Detection Of Neurodegenerationmentioning

confidence: 99%

The intersection between the oculomotor and hippocampal memory systems: empirical developments and clinical implications

Ryan

Shen

Liu

2019

Annals of the New York Academy of Sciences

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Decades of cognitive neuroscience research has shown that where we look is intimately connected to what we remember. In this article, we review findings from human and nonhuman animals, using behavioral, neuropsychological, neuroimaging, and computational modeling methods, to show that the oculomotor and hippocampal memory systems interact in a reciprocal manner, on a moment‐to‐moment basis, mediated by a vast structural and functional network. Visual exploration serves to efficiently gather information from the environment for the purpose of creating new memories, updating existing memories, and reconstructing the rich, vivid details from memory. Conversely, memory increases the efficiency of visual exploration. We call for models of oculomotor control to consider the influence of the hippocampal memory system on the cognitive control of eye movements, and for models of hippocampal and broader medial temporal lobe function to consider the influence of the oculomotor system on the development and expression of memory. We describe eye movement–based applications for the detection of neurodegeneration and delivery of therapeutic interventions for mental health disorders for which the hippocampus is implicated and memory dysfunctions are at the forefront.

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Section: Detection Of Neurodegenerationmentioning

confidence: 99%

The intersection between the oculomotor and hippocampal memory systems: empirical developments and clinical implications

Ryan

Shen

Liu

2019

Annals of the New York Academy of Sciences

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“…It was recently found that persistent threat responses were reduced when goal-directed eye movements were embedded during extinction learning, compared to standard extinction when no additional task was executed (de Voogd et al, 2018b), suggesting a benefit of eye movements above standard extinction. The notion that the execution of goal-directed eye movements during extinction learning can reduce persistent threat responses has also recently been found in animal models (Baek et al, 2019).…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 84%

A cognitively demanding working-memory intervention enhances extinction

Voogd¹,

Phelps²

2019

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Improving extinction learning has the potential to optimize psychotherapy for persistent anxiety-related disorders. Recent findings show that extinction learning can be improved with a cognitively demanding eye-movement intervention. It is, however, unclear whether [1] any cognitively-demanding task can enhance extinction, or whether it is limited to eye movements, and [2] the effectiveness of such an intervention can be enhanced by increasing cognitive load. Participants (n=102) completed a Pavlovian threat conditioning paradigm across two days. One group underwent standard extinction (Control), a second group underwent extinction paired with a 1-back working memory task (Low-Load), and a third group underwent extinction paired with a 2-back working memory task (High-Load). We found that the conditioned response during extinction was reduced for both the Low-Load and the High-Load groups compared to the Control group. This reduction persisted during recovery the following day when no working memory task was executed. Finally, we found that within the High-Load group, participants with lower accuracy scores on the 2-back task (i.e., for who the task was more difficult) had a stronger reduction in the conditioned response. This suggests that cognitive load induced by a working memory intervention embedded during extinction reduces persistent threat responses.

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“…In einer zweiten Bedingung hörten sie den Ton zusammen mit gleichzeitiger (durch die LED-Lampen bewirkten) Bewegung der Augen. Hierzu wurden die in Blickrichtung des Tiers liegenden 7 LEDs nacheinander von links nach rechts und dann zurück (etwa mit einer Frequenz von 1 Hz) eingeschaltet (stark modifiziert nach [5], S. 340, ▶Fig. 1a sowie nach [17], ▶Fig.…”

Section: Zusammenfassungunclassified

“…Hierbei wurden die meisten Neuronen durch den hin-und herwandernden visuellen Reiz (36,1 %) aktiviert (Ton: 13,8 %, Dauerlicht: 21,1 %, Blinklicht: 28,4 %; vgl. [5], Extended Data ▶ Fig. 2).…”

Section: Ptbs Und Emdr Im Mausmodellunclassified

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Psychotherapie im Mausmodell

Spitzer¹

2019

Nervenheilkunde

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Zusammenfassung In einem Mausmodell der Angstkonditionierung und des Verlernens der Angst durch alternierende bilaterale Stimulation (ABS) wurde dem Wirkungsmechanismus der mittlerweile gut etablierten Therapieform EMDR (Eye Movement Desensitization and Reprocessing) zur Behandlung der posttraumatischen Belastungsreaktion (PTBS) nachgegangen. Hierdurch wurde nicht nur gezeigt, dass alternierende bilaterale Stimulation eine notwendige Bedingung für eine schnellere und länger anhaltende Wirksamkeit des Verlernens von Angst im Vergleich zum reinen Extinktionslernen (ohne ABS) darstellt, sondern auch, dass es sich um eine hinreichende Bedingung handelt (u. a. durch Simulation der ABS mittels optogenetischer Stimulation des Colliculus superior). Das damit vorliegende kausale Modell erscheint vor allem für die weitere Erforschung der Mechanismen von Psychotherapie im Tiermodell und für die Hypothesengenerierung bei Forschung am Menschen bedeutsam. Man mag es zunächst einfach nicht glauben: In der Ausgabe des Fachblatts Nature vom 24. Februar 2019 wurde ein Mausmodell für eine vor allem bei posttraumatischer Belastungsstörung (PTBS) durchgeführten Psychotherapie berichtet, die von Skeptikern bis heute eher belächelt wird. Sie hat den etwas längeren Namen Eye Movement Desensitization and Reprocessing, weswegen man sie nahezu immer mit der Abkürzung EMDR benennt. Man weiß nicht, was man an der Studie mehr bewundern soll: Das kreative Tiermodell des Psychotherapieverfahrens (▶ Abb. 1), das ganze Arsenal neurobiologischer Techniken, das zur Anwendung kam oder den Mut, sich die ganze Arbeit überhaupt zu machen. Auf jeden Fall ist die Untersuchung sowohl psychiatrisch als auch neurobiologisch sehr interessant, könnte zukunftsweisend sein und liegt thematisch mitten in der Nervenheilkunde -dem Fach und dem Fachblatt! Zudem lassen die neuen Erkenntnisse die Ergebnisse einer unserer Ulmer Arbeitsgruppen zur funktionellen Bildgebung bei gesunden Versuchspersonen zur Extinktion mittels EMDR in einem neuen Licht erscheinen. Das Maus-Modell des Extinktionslernens mit und ohne EMDR bestand darin, dass die Tiere nach der Konditionierung nur den Ton ohne elektrischen schmerzhaften Reiz hörten. In einer zweiten Bedingung hörten sie den Ton zusammen mit gleichzeitiger (durch die LED-Lampen bewirkten) Bewegung der Augen. Hierzu wurden die in Blickrichtung des Tiers liegenden 7 LEDs nacheinander von links nach rechts und dann zurück (etwa mit einer Frequenz von 1 Hz) eingeschaltet (stark modifiziert nach [5], S. 340, ▶Fig. 1a sowie nach [17], ▶Fig. 1). Zur Geschichte der EMDR Die Kalifornierin Francine Shapiro ging an irgendeinem Tag des Jahres 1987 problembeladen im Wald spazieren, achtete dabei mit bewegtem Blick auf ihre Umgebung -und fühlte sich hinterher besser und weniger ängstlich. Dies war für sie so beeindruckend, dass sie bei therapeutischen Gesprächen mit Klienten diese aufforderte, ihre Augen hin und her zu bewegen -und hatte mit dieser Methode Erfolg. 1 Mittlerweile werden Geräte zum Erwerb angeboten, die den Zeigefinger des T...

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Neural circuits underlying a psychotherapeutic regimen for fear disorders

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Psychotherapie im Mausmodell

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