Emotionales Lernen: Ein naturalistisches experimentelles Paradigma zur Untersuchung von Angsterwerb und Extinktion mittels aversiver Filme
Abstract
In der Forschung zu Entstehung und Aufrechterhaltung von Angststörungen stellt die Furchtkonditionierung ein gut etabliertes experimentelles Paradigma dar. Ein Problem früherer Konditionierungsstudien und der bisher verwendeten Angst auslösenden Reize ist jedoch ihre meist geringe externe Validität in Hinblick auf natürlich auftretende aversive Situationen und einen in der Realität ablaufenden Prozess des Angsterwerbs. In Anlehnung an das in der Angstforschung etablierte Traumafilm-Paradigma nutzten wir mehrere aversive Filmausschnitte, die die Konfrontation mit Angst auslösenden Inhalten möglichst naturalistisch simulieren sollen. Im Sinne einer klassischen, differenziellen Furchtkonditionierung paarten wir die Filmszenen (unkonditionierte Stimuli, UCS) mit Geräuschen (konditionierte Stimuli, CS) und untersuchten Erwerb sowie Extinktion der konditionierten Reaktionen. In Studie 1 wurde das neue experimentelle Paradigma erstmals implementiert und evaluiert. In Studie 2 wurde das Paradigma methodisch verbessert und schließlich basierend auf der Hautleitfähigkeitsreaktion (SCR) sowie der kontinuierlichen Erfassung des emotionalen Empfindens der Probanden validiert. Sowohl die Ergebnisse der SCR-Messungen als auch der Emotions-Ratings zeigten einen signifikanten differenziellen Angsterwerb sowie anschließende Extinktion. Die Ergebnisse bestätigen, dass das neue experimentelle Paradigma wichtige Kriterien einer Furchtkonditionierung erfüllt und ermutigen zu einem breiteren Einsatz naturalistischer Reize in Studien zur Entstehung von normalen Ängsten sowie Angststörungen.
Fear conditioning constitutes a well-established experimental paradigm in research on development and maintenance of anxiety disorders. However, a problem of previous conditioning studies and the stimuli implemented to evoke fear is their often low external validity in respect to naturally occurring aversive situations as well as a natural process of fear acquisition. On the basis of the well-established trauma film paradigm we used aversive film clips in order to naturalistically simulate the confrontation with fear evoking events. We implemented a classical differential conditioning procedure by coupling aversive film scenes (unconditioned stimuli, UCS) with sounds (conditioned stimuli, CS) and investigated acquisition as well as extinction of conditioned reactions. In Study 1 we implemented and evaluated the new paradigm for the first time. In Study 2 we improved the paradigm in various methodological respects and finally validated it based on the skin conductance response (SCR) as well as on continuous emotion ratings of participants. Results revealed a significant acquisition as well as subsequent extinction of differential conditioning based on the SCR as well as on emotion ratings. Results underline that the new paradigm fulfils essential criteria of fear conditioning and encourage further implementation of naturalistic approaches in the investigation of normal fears and the aetiology of anxiety disorders.
In der Erforschung der Entstehung und Aufrechterhaltung normaler sowie pathologischer Ängste stellt die Furchtkonditionierung ein etabliertes experimentelles Paradigma dar. Sie beschreibt den Prozess, durch den ein ursprünglich neutraler Reiz (konditionierter Stimulus; CS+) durch Kopplung mit einem aversiven Reiz (unkonditionierter Stimulus; UCS) negative Qualitäten erwirbt und schließlich auch ohne Kopplung mit dem aversiven Reiz eine konditionierte Furchtreaktion (konditionierte Reaktion; CR) auslöst. Auf Furchtkonditionierung basierende Modelle von Angststörungen wurden in den vergangenen Jahrzehnten entscheidend erweitert, revidiert und ausdifferenziert und leisten heute einen wesentlichen Beitrag zur Erklärung verschiedener Störungen, wie etwa unterschiedlicher Phobien, der Panikstörung und insbesondere der posttraumatischen Belastungsstörung (PTBS) (z. B. Mineka & Oehlberg, 2008; Mineka & Zinbarg, 2006). Betrachtet man die PTBS, so geht man davon aus, dass starke assoziative Verknüpfungen (Stimulus-Stimulus- sowie auch Stimulus-Reaktions-Assoziationen) ein wichtiges Charakteristikum des Traumagedächtnisses darstellen (Ehlers & Clark, 2000).
Gestützt werden die lerntheoretischen Modelle zur Entstehung von Angststörungen neben der therapeutischen Wirksamkeit der Expositionstherapie vor allem auch durch experimentelle Studien, die Prozesse der Furchtkonditionierung an Angstpatienten (z. B. Blechert, 27-1Michael, Vriends, Margraf & Wilhelm, 2007; Lissek et al., 2005; Michael, Blechert, Vriends, Margraf & Wilhelm, 2007) sowie gesunden Probanden nach Angstinduktion (Vriends et al., 2011) untersucht haben. Auffälligkeiten, die im Rahmen von Studien an Angstpatienten gefunden wurden, umfassen mitunter einen stärkeren Erwerb der Furchtreaktion (Akquisition) sowie vor allem ein verringertes Extinktionslernen (Graham & Milad, 2011; Johnson, McGuire, Lazarus & Palmer, 2012; Lissek et al., 2005). Erklärt werden diese zum einen durch eine stärkere Konditionierung auf Gefahrenreize und zum anderen durch eine beeinträchtigte Reaktionshemmung auf eigentlich sichere Reize (Jovanovic, Kazama, Bachevalier & Davis, 2012; Lissek et al., 2005; Mineka & Oehlberg, 2008). Als eine entscheidende Einschränkung bisheriger Konditionierungsstudien ist jedoch die geringe externe Validität in Hinblick auf einen in der Realität ablaufenden Prozess des Angsterwerbs zu erachten. Die bisher verwendeten unkonditionierten Stimuli (UCS) umfassen meist elektrische Stimulation sowie andere Arten aversiver Stimulation wie laute Geräusche, CO2-angereicherte Atemluft, aversive Gerüche, aber auch aversive Bilder (Lissek et al., 2005; Sehlmeyer et al., 2009). Mit natürlich vorkommenden aversiven Reizen und Situationen und darauf basierenden Gedächtnisinhalten, wie sie beispielsweise im Rahmen der PTBS in Form von Flashbacks erlebt werden, haben diese Reize wenig Gemeinsamkeit.
Die zentrale Frage ist also, wie Furchtkonditionierung naturalistisch und gleichzeitig ethisch vertretbar im Labor untersucht werden kann. Über eine lange Tradition des Induzierens und Untersuchens aversiver Gedächtnisinhalte verfügt das Traumafilm-Paradigma (Holmes & Bourne, 2007). Im Rahmen dieses Paradigmas werden psychisch gesunden Probanden kurze Filmclips vorgespielt, die belastende oder traumatische Inhalte wiedergeben, wobei unter traumatisch hier der Tod oder die schwere Verletzungen der physischen oder psychischen Integrität von Menschen verstanden wird (Holmes & Bourne, 2007). Ziel dieser Studien ist vor allem die Untersuchung von aversiven Erinnerungen, die als abgeschwächtes, aber funktional vergleichbares Analogon für intrusives Wiedererleben im Rahmen der PTBS dienen sollen. In verschiedenen Studien wurde gezeigt, dass das Traumafilm-Paradigma geeignet ist, spontane Erinnerungen an Filmszenen zu induzieren und kurzfristig in schwacher Form auch andere Symptome auszulösen, die bei PTBS-Patienten häufig auftreten, wie z. B. Ängstlichkeit oder Vermeidung (Halligan, Clark & Ehlers, 2002; Holmes & Bourne, 2007).
Um das Traumafilm-Paradigma auch für die Konditionierungsforschung nutzbar zu machen und den Prozess des Angsterwerbs und insbesondere das eigentliche aversive Erlebnis naturalistischer zu simulieren, entwickelten wir ein neues Furchtkonditionierungs-Paradigma, in dem kurze aversive Filmausschnitte die Rolle des UCS einnehmen. Dabei werden Geräusche im Sinne einer differentiellen Konditionierung als CS+ bzw. CS− verwendet, wobei das CS+ Geräusch jeweils von einer aversiven Filmszene (UCS) gefolgt wird, nicht aber das CS− Geräusch.
Im Rahmen der beiden vorliegenden Studien gingen wir der Frage nach, ob durch das neue Paradigma eine ähnliche Furchtreaktion konditioniert werden kann, wie bei bisherigen Studien mit einfacheren UCS. In Studie 1 wurde das neue Paradigma erstmals implementiert und einer «proof-of-concept» Evaluation unterzogen. In Studie 2 wurden schließlich Einschränkungen, die in Studie 1 aufgezeigt wurden, durch verschiedene methodische Verbesserungen behoben und das neue Paradigma letztlich validiert.
Studie 1
Studie 1 – Methoden
Stichprobe
Rekrutiert wurden 22 Studentinnen der Universität Salzburg im Alter zwischen 20 und 40 Jahren (MW = 24.2 Jahre, SD = 4.0), wobei als Ausschlusskriterien aktuelle Depression, PTBS oder Blut-, Verletzungs- und Spritzenphobie sowie Einnahme von Psychopharmaka oder schwere Autounfälle in der Vorgeschichte galten. Um das neue Paradigma zunächst an einer möglichst homogenen Stichprobe zu untersuchen, wurden ausschließlich Frauen in die Studie eingeschlossen, da in früheren Studien Geschlechtsunterschiede hinsichtlich verschiedener emotionaler Reaktionen berichtet wurden (z. B. Bianchin & Angrilli, 2012; Kring & Gordon, 1998). Die Studie wurde von der Ethikkommission der Universität Salzburg genehmigt und die Probandinnen gaben vor Beginn der Studie nach ausführlicher Aufklärung ihre schriftliche Zustimmung zur Studienteilnahme.
Prozedur
Als unkonditionierter Reiz (UCS) für die Furchtkonditionierungs-Prozedur wurden sechs verschiedene Filmausschnitte mit einer Länge von je 20 s verwendet. Die Filmausschnitte stammten aus Filmmaterial, das schon zuvor in der Untersuchung aversiver Gedächtnisinhalte eingesetzt wurde (Halligan et al., 2002; Steil, 1996) und stellten reale Szenen von Rettungssituationen unmittelbar nach schweren Verkehrsunfällen dar. Als CS+ bzw. CS– wurden zwei verschiedene Maschinen- bzw. Motorengeräusche mit einer Länge von je 5 s verwendet, die kontextuell zum Filmmaterial passten. Die Zuordnung der beiden Geräusche zu CS+ bzw. CS– erfolgte randomisiert und balanciert über Versuchspersonen.
Vor Beginn der Furchtkonditionierungs-Prozedur bewerteten die Probandinnen nach einmaliger Darbietung die Valenz von CS+ und CS– Geräusch (Skala 1–9, 1 = sehr angenehm, 9 = sehr unangenehm) mit Self-Assessment Manikins (SAM; Bradley & Lang, 1994). Anschließend wurden die Probandinnen schriftlich instruiert («Im Folgenden werden Ihnen eine Reihe von Unfallszenen-Videos sowie verschiedene Geräuschkulissen vorgespielt.»).
Die Akquisitions-Phase der Furchtkonditionierungs-Prozedur bestand aus 6 Präsentationen des CS+ Geräusches, welches nach 5 s jeweils von einer aversiven, audiovisuellen Filmszene (UCS) gefolgt wurde. Während der Präsentation des UCS lief das CS+ Geräusch jeweils im Hintergrund zum Originalton des Films weiter. Außerdem enthielt die Akquisitions-Phase 2 Präsentationen des CS+, auf die keine aversive Filmszene folgte (unverstärkte CS+, somit 75 % Verstärkungsrate), sowie 6 Präsentationen des CS– Geräusches. Die Extinktions-Phase bestand aus 6 CS+ Geräuschen, auf die keine aversive Filmszene (UCS) mehr folgte sowie aus 6 CS– Geräuschen. Das Inter-Trial-Intervall (ITI) betrug während Akquisition sowie Extinktion je 6 s. Die Reize wurden in pseudorandomisierter Reihenfolge präsentiert.
Jeweils in der Mitte und zum Ende der Akquisitions- sowie der Extinktions-Phase bewerteten die Probandinnen CS+ sowie CS– anhand ihrer Valenz sowie der Erwartung der Kopplung mit einer aversiven Filmszene (UCS-Erwartung; «Für wie wahrscheinlich halten Sie es, dass nach diesem Geräusch wieder ein Unfallvideo folgt?» Skala 1–9; 1 = sehr unwahrscheinlich, 9 = sehr wahrscheinlich). In früheren Studien konnte gezeigt werden, dass diese Art von Ratings dazu geeignet sind, verschiedene Aspekte des emotionalen Lernens im Konditionierungsverlauf valide abzubilden (z. B. Blechert et al., 2007; Blechert, Michael, Williams, Purkis & Wilhelm, 2008; Michael et al., 2007; Wessa & Flor, 2007). Unmittelbar vor sowie nach der Konditionierung wurden die Probandinnen zudem zu ihrer momentan empfundenen Belastung befragt (Skala 1–9; 1 = überhaupt nicht belastet, 9 = sehr stark belastet). Stimuluspräsentation sowie Erfassung der behavioralen Daten erfolgten mit der Software E-Prime 2.0 (Psychology Software Tools, Inc., Pittsburgh, PA, USA).
Statistisch analysiert wurde der Verlauf der Furchtkonditionierung hinsichtlich der Valenz- sowie der UCS-Erwartung-Ratings. Dafür wurde für die Akquisitionsphase (Zeitpunkte: vor Beginn der Konditionierung (nur bei Valenz-Rating), Mitte Akquisition, Ende Akquisition) sowie die Extinktionsphase (Ende Akquisition, Mitte Extinktion, Ende Extinktion) getrennt jeweils eine ANOVA mit Messwiederholungen berechnet. Ein weiterer Messwiederholungsfaktor war CS-Typ (CS+, CS–). Berichtet werden die Greenhouse-Geisser korrigierten F- und p-Werte sowie nominale Freiheitsgrade. Post-hoc-Tests wurden basierend auf t-Tests durchgeführt, p-Werte von unter .05 wurden als statistisch signifikant erachtet. Alle statistischen Analysen wurden mit PASW Statistics 18 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA) durchgeführt.
Studie 1 – Ergebnisse
Die Konditionierungsverläufe anhand der Valenz- sowie UCS-Erwartung-Ratings werden in Abbildung 1 dargestellt. Tabelle 1 zeigt detailliert die Ergebnisse der ANOVAs für den Konditionierungsverlauf basierend auf den beiden Ratings. Statistische Kennwerte werden im Text nur angegeben, sofern sie nicht in Tabelle 1 enthalten sind. Bei den Valenz-Ratings zeigte sich für die Akquisitionsphase eine Interaktion CS-Typ x Zeitpunkt. Vor dem Beginn der Konditionierungsprozedur unterschieden sich CS+ und CS– nicht signifikant hinsichtlich ihrer Valenz (p=.565). Während es beim CS+ zwischen Beginn der Konditionierung und Ende der Akquisition zu einer signifikanten Verschlechterung der Valenz-Einschätzung (p = .001) gekommen war, war dies beim CS- nicht der Fall (p = .176). Die differenzielle Akquisition negativer Valenz war somit erfolgreich. Für die Extinktions-Phase ergab sich ein Haupteffekt des Zeitpunktes, der anzeigte, dass die Valenz sowohl von CS+ als auch von CS– zwischen Beginn und Ende der Extinktion signifikant positiver geworden war p = .004). Bei den UCS-Erwartung-Ratings ergab sich in der Akquisitions-Phase ein Haupteffekt des CS-Typs. Im Post-Hoc-Vergleich zeigte sich, dass der CS+ über die gesamte Akquisitions-Phase hinweg mit einer stärkeren Erwartung eines aversiven Videos in Zusammenhang stand als der CS– (für beide Messzeitpunkte: p = .004). In der Extinktions-Phase gab es für die UCS-Erwartung-Ratings eine Interaktion CS-Typ x Zeitpunkt. Während die UCS-Erwartung des CS+ zu Ende der Akquisition (p = .004) sowie Mitte der Extinktion (p = .036) signifikant über der UCS-Erwartung des CS– lag, so war dies am Ende der Extinktion nicht mehr der Fall (p = .057).
Hinsichtlich der empfundenen Belastung der Probandinnen gab es keinen signifikanten Anstieg im Vergleich von vor zu nach der Konditionierung, prä: MW = 3.2, SD = 2.1; post: MW = 4.1, SD = 1.90; t(21) = 1.55, p = .135.
Studie 1 – Diskussion
In Studie 1 konnte gezeigt werden, dass sich eine aversive Konditionierung durch das neu entwickelte Paradigma sinnvoll umsetzen lässt. So gelang in der Akquisitionsphase der differenzielle Erwerb negativer Valenz hinsichtlich der Bewertung der konditionierten Reize. Darüber hinaus ließ sich auch der differenzielle Erwerb der Erwartung einer Kopplung mit aversiven Filmszene zeigen. Dennoch traten noch verschiedene methodische Probleme zu Tage, die die Konditionierungs-Effekte, insbesondere gemessen anhand der Valenz-Ratings, noch nicht zufriedenstellend ausfallen ließen. Einen Grund dafür stellte mitunter die Auswahl des Stimulus-Materials dar. Die beiden Geräusche, die als CS+ bzw. CS– eingesetzt wurden, besaßen den Valenz-Ratings zufolge bereits à-priori leicht aversive Qualität (mittlere Ratings von 6 auf einer Skala von 1–9), wodurch Decken-Effekte insbesondere bei der Bewertung des CS+ nicht auszuschließen sind. Zu der eher geringen Differenzierung zwischen CS+ und CS– Geräuschen im Verlauf der Konditionierungsprozedur trug vermutlich außerdem auch die Ähnlichkeit bzw. unzureichende Diskriminierbarkeit der beiden Geräusche bei. Für den UCS wiederum zeigten Befragungen der Probandinnen nach dem Experiment, dass die ausgewählten Filmszenen von vielen nicht als deutlich aversiv empfunden wurden. Unterstützt wird diese Beobachtung auch dadurch, dass es durch die Konditionierungs-Prozedur zu keinem signifikanten unmittelbaren Belastungsanstieg bei den Probandinnen kam.
Eine Einschränkung von Studie 1 stellt vor allem aber auch die Tatsache dar, dass kein deutlicher Nachweis dafür erbracht werden konnte, dass es sich bei der durchgeführten Prozedur tatsächlich um eine Form der Furchtkonditionierung handelt. Zwar konnte anhand des differenziellen Erwerbs negativer Valenz evaluative Konditionierung nachgewiesen werden (De Houwer, Thomas & Baeyens, 2001), doch erfolgte keine genauere Erfassung der subjektiv empfundenen Ängstlichkeit sowie des Hautleitwerts, welcher sich in der Konditionierungsliteratur als wesentliches Kriterium für Furchtkonditionierung etabliert hat (Boucsein, 2012; Cheng, Knight, Smith & Helmstetter, 2006). Die genannten Einschränkungen durch methodische Verbesserungen zu beheben, war das Ziel von Studie 2. Es sollte hierfür Videomaterial gefunden werden, welches aversiv genug ist, um als UCS im Rahmen einer Furchtkonditionierungs-Prozedur eingesetzt werden zu können, ohne jedoch zu einer anhaltenden Belastung der Probanden zu führen. Erreicht werden sollte dies durch die Auswahl von im Vergleich zu Studie 1 aversiverem Filmmaterial, wobei gleichzeitig aber auch eine genaue Erfassung der aufgetretenen Belastung bei den Probandinnen während sowie auch nach der Untersuchung erfolgen sollte. Außerdem sollten neue, in der Valenz möglichst neutrale und gut differenzierbare Geräusche gefunden werden, die sich als CS+ bzw. CS– nutzen ließen. Ziel war es schließlich, dieses verbesserte experimentelle Paradigma zur Furchtkonditionierung basierend auf der Hautleitfähigkeitsreaktion sowie einer kontinuierlichen Erhebung der subjektiv erlebten Ängstlichkeit zu validieren.
Studie 2
Studie 2 – Methoden
Stichprobe
Als Versuchspersonen wurden 20 Studentinnen der Universität Salzburg im Alter zwischen 18 und 35 Jahren rekrutiert. Es wurden wiederum ausschließlich Frauen in die Studie eingeschlossen, da ein Aspekt der Studie nun auch die Untersuchung des Einflusses weiblicher Geschlechtshormone auf das emotionale Lernen war. Dieser Aspekt liegt jedoch außerhalb des Fokus des aktuellen Artikels. Die Probandinnen gaben zum Zeitpunkt der Untersuchung keinerlei aktuelle psychische oder neurologische Erkrankungen an und nahmen keine Medikamente, abgesehen von oralen Kontrazeptiva, regelmäßig ein. Keine der Probandinnen hatte einen schweren gewalttätigen Übergriff erlebt oder wies einen übermäßigen Konsum von Film- oder Fernsehmaterial mit schweren gewalttätigen Inhalten auf (maximaler Konsum: dreimal pro Monat). Den Probandinnen wurden vor Beginn des Experiments beispielhaft Bilder aus den verwendeten Filmen gezeigt und darauf hingewiesen, dass sie das Experiment jetzt oder zu jedem späteren Zeitpunkt ohne Angabe von Gründen oder negative Konsequenzen abbrechen können. Alle Probandinnen fühlten sich zum Zeitpunkt der Testung psychisch sowie physisch belastbar. Habituelle Ängstlichkeit sowie die aktuelle Depressivität wurden mithilfe der STAI-Trait Skala (Laux, Glanzmann, Schaffner & Spielberger, 1981) bzw. der ADS-L Skala (Hautzinger & Bailer, 1993) erfasst. Darüber hinaus wurde die aktuelle Ängstlichkeit unmittelbar vor sowie nach der Furchtkonditionierung mithilfe der STAI-State Skala (Laux et al., 1981) ermittelt.
Die Studie wurde von der Ethikkommission der Universität Salzburg genehmigt und die Probandinnen gaben ihre schriftliche Zustimmung zur Studienteilnahme.
Prozedur
Im Rahmen einer Vorstudie wählten wir 2 Geräusche («Schreibmaschine» und «Uhrticken») für den Einsatz als CS+ bzw. CS– aus. Die ausgewählten Geräusche lagen hinsichtlich der Valenz sowie des Arousals jeweils im mittleren neutralen Bereich. Ebenso wählten wir aus Kinofilmen1 der letzten Jahre drei Filmausschnitte (jeweils 25 s) für den Einsatz als UCS aus. Die Filmausschnitte zeigten jeweils einen schweren gewalttätigen Übergriff oder den Moment unmittelbar danach und wurden hinsichtlich Valenz und Arousal vergleichbar bewertet.
Die weiteren Prozeduren in Studie 2 erfolgten, wenn nicht anders beschrieben, analog zu Studie 1. Nach Ausfüllen der Fragebögen wurden die Probandinnen mit der Handhabung der Ratings vertraut gemacht. Alle Ratings erfolgten durch Mausbewegung und Mausklick am Bildschirm über eine Visuell-Analog-Skala (VAS; 0–100, jeweils mit verbalem Anker an den Skalenenden). Außerdem wurden den Probandinnen die beiden Geräusche, welche später als CS+ bzw. CS– dienten (Zuordnung zu CS+ und CS– randomisiert und balanciert über Versuchspersonen), durch einmalige Darbietung vorgestellt und danach mit der Habituation sowie der anschließenden Furchtkonditionierungs-Prozedur begonnen.
Die Habituations-Phase bestand aus der Darbietung von 6 CS+ und 6 CS– Geräuschen und diente der Habituation der anfänglichen physiologischen Reaktion der Probandinnen auf die Geräusche sowie der Erhebung einer Baseline für die Hautleitfähigkeitsreaktion in der Konditionierungsphase. Die Dauer der CS+ und CS– Geräusche betrug über das gesamte Experiment je 5 s und die des ITI 12–20 s. Die Reihenfolge von CS+ und CS– Geräuschen war über die gesamte Habituation und Konditionierungsprozedur hinweg pseudorandomisiert.
Nach der Habituation erfolgten Ratings zur Angst («Wie sehr hat das Geräusch während seiner letzten Darbietung bei Ihnen ein Gefühl der Ängstlichkeit ausgelöst?»), Valenz («Wie haben Sie das Geräusch während seiner letzten Darbietung empfunden?») sowie zur Prä-UCS-Erwartung («In wie weit erwarten Sie, dass im folgenden Experiment nach dem Geräusch eine aversive Filmszene folgen wird?») für das CS+ sowie das CS– Geräusch. Vor Beginn der Akquisitions-Phase erhielten die Probandinnen eine schriftliche Instruktion («Die beiden Geräusche werden nun wieder mehrmals dargeboten – eines der Geräusche kann von Filmszenen gefolgt werden, das andere nicht.»). Diese explizite Art der Instruktion zur Kontingenz von CS und UCS wird vielfach bei Konditionierungsstudien eingesetzt (z. B. Blechert et al., 2007; Michael et al., 2007).
Die Akquisitions-Phase bestand aus 6 CS+, die jeweils von einer aversiven Filmszene gefolgt wurden (jede Szene je zweimal pseudorandomisiert dargeboten). Während der Filmszene lief das CS+ Geräusch jeweils wenig über der Wahrnehmungsschwelle weiter. Darüber hinaus enthielt die Akquisitions-Phase 2 CS+, auf die keine aversive Filmszene folgte (75 % Verstärkung), sowie 6 CS–. Die Extinktions-Phase bestand aus je 6 CS+ sowie CS– Geräuschen. In der Mitte und am Ende der Akquisition sowie der Extinktion bewerteten die Probandinnen Angst, Valenz sowie UCS-Erwartung für das CS+ sowie CS– Geräusch.
Nach Ende der Furchtkonditionierungs-Prozedur erfolgte eine Überprüfung des Kontingenz-Lernens (Lovibond & Shanks, 2002; Befragung zu CS+ und CS–: «Wurde das Geräusch im gesamten Experiment manchmal von einem Film gefolgt?» Antwortoptionen: ja/nein). Zudem wurden die Probandinnen über eine VAS (0 = sehr angenehm, 100 = sehr unangenehm) zu ihrem Empfinden bezüglich der einzelnen Filmszenen befragt.
Um die durch die Studie entstandene Belastung zu erheben, wurden die Probandinnen jeweils am Abend nach der Untersuchung, des nächsten Tages sowie zwei Tage nach der Untersuchung mit einer adaptierten Version des Intrusive Memory Questionnaire (IMQ; Ehring, Fuchs & Kläsener, 2009; Zetsche, Ehring & Ehlers, 2009) nochmals zu aufgetretenen aversiven Erinnerungen an die Filmszenen und damit in Verbindung stehender Belastung befragt.
Apparaturen und physiologische Messungen
Die Aufzeichnung des Hautleitwertes (skin conductance, SC) erfolgte mit der Software Polybench 1.22. (TMSi, EJ Oldenzaal, Niederlande), einem Porti 32-Kanal Verstärker (TMSi) sowie einem SC-Modul (Becker Meditec, Karlsruhe, Deutschland). Die SC wurde mit zwei Ag/AgCl-Elektroden mit isotonischer Elektrodenpaste am Mittelglied des Zeige- sowie Mittelfingers der nicht-dominanten Hand gemessen. Das Signal wurde mit einer Abtastrate von 1000 Hz aufgezeichnet. Die anschließende Analyse der SC-Daten erfolgte mit der Software ANSLAB (Wilhelm & Peyk, 2005).
Datenaufbereitung und statistische Analysen
Zur Analyse des Verlaufs der Furchtkonditionierung wurde für jedes der Rating-Maße (Angst, Valenz, UCS-Erwartung) und die Konditionierungsphasen Akquisition sowie Extinktion separat eine ANOVA mit den Messwiederholungs-Faktoren CS-Typ (CS+, CS–) sowie Zeitpunkt (Akquisition: Ende Habituation, Mitte Akquisition, Ende Akquisition; Extinktion: Ende Akquisition, Mitte Extinktion, Ende Extinktion) gerechnet. Für die Analyse des Konditionierungsverlaufs anhand des Hautleitwertes wurde für jeden CS die Hautleitfähigkeitsreaktion (SC response, SCR) berechnet. Dafür wurde jeweils der gemittelte Hautleitwert (SC level, SCL) für die 2 s unmittelbar vor CS-Onset (Baseline) von der maximalen SCL während der folgenden 6 s (5 s Präsentation des CS + 1 s) abgezogen. Für die weiteren statistischen Analysen wurde die SCR für jeweils 3 CS-Präsentationen gemittelt2, sodass sich Werte für jeweils die erste und zweite Hälfte der Habituation, Akquisition sowie Extinktion ergaben. Zur Analyse des Verlaufs der Furchtkonditionierung anhand der SCR wurde für jede der Konditionierungsphasen separat eine ANOVA mit den Messwiederholungs-Faktoren CS-Typ (CS+, CS–) sowie Zeitpunkt (Habituation: 1. und 2. Hälfte Habituation; Akquisition: 1. und 2. Hälfte Akquisition; Extinktion: 1. und 2. Hälfte Extinktion) berechnet3.
Studie 2 – Ergebnisse
Stichprobe
Zwei Probandinnen mussten von den weiteren Analysen ausgeschlossen werden. Eine Probandin hatte sich noch vor dem Ende der Studie für einen Abbruch ihrer Teilnahme entschieden. Eine weitere Probandin wurde wegen Nicht-Verständnisses der Instruktionen und Problemen bei der SC-Messung aus den weiteren Analysen ausgeschlossen. Die verbleibenden 18 Probandinnen wiesen ein mittleres Alter von MW = 21.9 Jahren (SD = 3.8) auf. Die Depressivität der Probandinnen lag bei MW = 10.1 (SD = 6.4; Skala: 0–60 Punkte; ADS-L Skala, Hautzinger & Bailer, 1993) und ihre habituelle Ängstlichkeit bei MW = 33.8 (SD = 7.3; Skala: 20–80 Punkte; STAI-Trait Skala, Laux et al., 1981).
Verlauf der Furchtkonditionierung
Kontingenzlernen
Von den 18 in die Studie eingeschlossenen Versuchspersonen wies eine Probandin (= 5.6 %) am Ende der Furchtkonditionierungs-Prozedur kein explizites Kontingenzlernen (gemessen anhand des Kontingenz-Ratings) auf.
Konditionierungsverlauf
Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse der ANOVAs für den Konditionierungsverlauf anhand der unterschiedlichen Rating-Maße und der Hautleitfähigkeits-Reaktion. Statistische Kennwerte sind im Text nur angegeben, sofern sie nicht in Tabelle 1 enthalten sind.
Angst-Ratings: Für die Akquisitionsphase zeigte sich eine Interaktion CS-Typ x Zeitpunkt. Zu Mitte und Ende der Akquisition löste der CS+ signifikant mehr Ängstlichkeit aus als der CS– (p < .015), erwartungsgemäß nicht jedoch am Ende der Habituation (p = .119). Auch für die Extinktionsphase ergab sich eine Interaktion CS-Typ x Zeitpunkt. Die Ängstlichkeit, die durch den CS+ ausgelöst wurde, lag zu jedem Zeitpunkt der Extinktion signifikant über der des CS– (p < .003). Jedoch wurde darüber hinaus die durch den CS+ ausgelöste Ängstlichkeit über den Verlauf der Extinktion signifikant geringer (p = .004), während dies für den CS- nicht der Fall war (p = .177).
Valenz-Ratings: In der Akquisitionsphase zeigte sich wiederum eine Interaktion CS-Typ x Zeitpunkt. Ähnlich wie bei den Ängstlichkeits-Ratings unterschieden sich CS+ und CS– am Ende der Habituation nicht signifikant hinsichtlich ihrer Valenz (p = .103). Zu Mitte und Ende der Akquisitionsphase wurde der CS+ jedoch signifikant negativer bewertet als der CS– (p < .023). Auch für die Extinktionsphase ergab sich eine Interaktion CS-Typ x Zeitpunkt. Während am Ende der Akquisition und zur Mitte der Extinktion der CS+ signifikant negativer bewertet wurde als der CS– (p < .028), war dies am Ende der Extinktion nicht mehr der Fall (p = .081).
UCS-Erwartung-Ratings: Während der Akquisitionsphase zeigte sich eine Interaktion CS-Typ x Zeitpunkt. Auch hier unterschieden sich CS+ und CS– am Ende der Habituation nicht signifikant voneinander (p = .275). In der Mitte sowie am Ende der Akquisition vermuteten die Probandinnen jedoch signifikant stärker eine aversive Filmszene nach dem CS+ als nach dem CS– (p < .001). Für die Extinktionsphase ergab sich wieder eine Interaktion CS-Typ x Zeitpunkt. Die Erwartung der Kopplung mit einer aversiven Filmszene hatte für den CS+ im Verlauf der Extinktion signifikant abgenommen (p < .001), nicht jedoch beim CS– (p = .908). Die Erwartung der Kopplung mit einer aversiven Filmszene war jedoch für den CS- während der gesamten Extinktion niedriger als die für den CS+ (p < .001). Abbildung 2 (A–C) zeigt den Verlauf der Furchtkonditionierung anhand der verschiedenen Rating-Maße. 
Hautleitwert
Während der Habituationsphase zeigte sich erwartungsgemäß weder ein Haupteffekt von CS-Typ noch eine Interaktion CS-Typ x Zeitpunkt, was bedeutet, dass sich die Reaktion im Hautleitwert in der Habituation zwischen CS+ und CS– nicht signifikant unterschied. In der Akquisitionsphase zeigte sich ein Haupteffekt des CS-Typ. Die SCR für den CS+ lag signifikant über der SCR für den CS–. Auch für die Extinktionsphase ergab sich ein Haupteffekt des CS-Typ, wobei auch hier die SCR für den CS+ signifikant über der des CS– lag. Der Verlauf des Hautleitwertes über die gesamte Konditionierung wird in Abbildung 2(D) dargestellt.
Sonstige Indikatoren der Konditionierungsprozedur und der Nachbefragung
Die Ängstlichkeit war nach der Furchtkonditionierungs-Prozedur signifikant höher als unmittelbar davor (STAI-State Skala; Prä: MW = 34.3, SD = 6.8; Post: MW = 48.3, SD = 11.4; t(17) = 6.28, p< .001). Die Bewertung der Valenz der als UCS eingesetzten Filmausschnitte (VAS; 0 = sehr angenehm, 100 = sehr unangenehm) lag bei MW = 89.8 (SD = 10.3), die drei Filmausschnitte unterschieden sich dabei nicht signifikant voneinander, F(2,34) < 1.00. Die Befragung der Probandinnen nach der Untersuchung zu spontan aufgetretenen Erinnerungen an die Filmszenen ergaben am Abend nach der Studienteilnahme MW = 5.3 spontane Erinnerungen (SD = 7.7), die insgesamt MW = 14.8 min (SD = 18.1) dauerten und zu einer Belastung von MW = 35.6 (SD = 25.5) (0 = überhaupt nicht belastend, 100 = extrem belastend) führten. Bis zum zweiten Tag nach der Testung sanken sie auf MW = 1.3 Erinnerungen (SD = 3.5), die insgesamt MW = 1.8 min (SD = 3.3) dauerten und noch zu einer Belastung von MW = 9.4 (SD = 19.5) führten.
Studie 2 – Diskussion
In Studie 2 zeigte sich, dass das neu entwickelte Paradigma ein valides Instrument zur Untersuchung des Prozesses des Angsterwerbs darstellt und dass verschiedene Einschränkungen, die in Studie 1 identifiziert wurden, durch Verbesserungen des Stimulus-Materials, der Messprozeduren sowie des experimentellen Designs behoben werden konnten.
Es wurden passende Geräusche für den Einsatz als CS+ bzw. CS– ausgewählt, die sich am Ende der Habituation, also vor Beginn der Furchtkonditionierung, als nicht signifikant unterschiedlich hinsichtlich ihrer Valenz im mittleren Bereich, der ausgelösten Ängstlichkeit sowie der à-priori bestehenden Erwartung hinsichtlich der Kopplung mit einer aversiven Filmszene erwiesen. Außerdem wurden Filmszenen ausgewählt, die ausreichend aversiv waren, um als unkonditionierte Stimuli bei einer Furchtkonditionierungs-Prozedur eingesetzt werden zu können und im Gegenzug aber zu keiner nachhaltigen Belastung der Probandinnen führten. Darüber hinaus war auch die Rate des Kontingenzlernens vergleichbar hoch wie in anderen Furchtkonditionierungs-Studien (z. B. Probanden ohne Kontingenzlernen 8.3 % bei Grillon & Morgan, 1999; 7.4 % bei Orr et al., 2000).
Dass es sich bei dem entwickelten Paradigma tatsächlich um ein Furchtkonditionierungs-Paradigma handelt, konnte anhand verschiedener Indikatoren gezeigt werden. Die Ängstlichkeit, die die CS+ bzw. CS– Geräusche über die Prozedur hinweg auslösten, wurde an mehreren Messzeitpunkten mithilfe von Ratingskalen erhoben und entsprach in ihrem Verlauf dem einer klassischen Furchtkonditionierung im Humanbereich (z. B. Blechert et al., 2007; Michael et al., 2007). Eine ähnliche Aussage kann auch basierend auf den Valenz-Ratings getroffen werden. Entscheidend ist jedoch vor allem, dass eine konditionierte Furchtreaktion auch basierend auf dem auf sympathischer autonomer Steuerung basierenden Hautleitwert gezeigt werden konnte. Eine größere Amplitude der Hautleitfähigkeitsreaktion auf den CS+ als auf den CS– im Verlauf der Akquisition ist das im Humanbereich am besten etablierte und von vielen Forschern als wesentliches Kriterium erachtete Merkmal für eine erfolgreiche Furchtkonditionierung (Boucsein, 2012; Cheng et al., 2006).
Zusammenfassende Diskussion
Im Verlauf zweier Studien zeigten wir hier die Entwicklung und Validierung eines neuen Furchtkonditionierungs-Paradigmas. Ein zentrales Anliegen in der Entwicklung dieses Paradigmas war die naturalistischere Gestaltung des Konditionierungsprozesses in Hinblick auf einen natürlich ablaufenden Angsterwerb. Auch im Rahmen anderer Konditionierungsstudien wurde dieses Ziel in den letzten Jahren zunehmend verfolgt. Mithilfe des Einsatzes von Virtueller Realität wurde dabei etwa versucht, verschiedene Konditionierungskontexte und auch konditionierte Reize am Computer nachzubilden. Als unkonditionierte Reize (UCS) wurden jedoch nach wie vor elektrische Stimulation sowie ähnlich einfache Arten der aversiven Stimulation eingesetzt (z. B. Baas, Nugent, Lissek, Pine & Grillon, 2004; Huff et al., 2011). Um eine naturalistischere Modellierung der eigentlichen aversiven Erfahrung bemühten sich hingegen andere Studien, indem sie beispielsweise Bilder von ängstlichen Gesichtern gepaart mit einem unangenehmen Schrei (Lau et al., 2008) oder auch Bilder von kritischen Gesichtern gepaart mit abwertenden Aussagen (Lissek et al., 2007) als UCS einsetzten. Zwar stellen diese Studien einen Versuch der Annäherung an komplexe aversive Erfahrungen dar, doch kann einschränkend angemerkt werden, dass es sich bei den eingesetzten Reizen lediglich um statische Reize handelt, die durch eine auditive Komponente angereichert wurden. Mit dem neuen Paradigma ermöglichen wir – innerhalb der notwendigen ethischen Grenzen, welche beinhalten, dass die Stärke des Stressors selbstverständlich immer weit hinter der Stärke eines realen traumatischen Erlebnisses zurückbleibt – einen weiteren Schritt in Richtung höherer ökologischer Validität.
Darüber hinaus wird das Konditionierungsparadigma durch die neu entwickelte Prozedur auch für die Untersuchung neuer Fragestellungen zugänglich. So waren bislang eingesetzte Furchtkonditionierungs-Prozeduren wenig dafür geeignet, mögliche funktionelle Zusammenhänge zwischen dem Prozess der Konditionierung und Eigenschaften des aversiven Gedächtnisses an das traumatische Ereignis (bzw. den UCS) zu untersuchen. Basierend auf klinischen Beobachtungen und Studien ist bekannt, dass aversives, intrusives Wiedererleben, wie es ein Kernmerkmal der PTBS darstellt, häufig durch Reize ausgelöst wird, die in ihren sensorischen Charakteristika solchen Reizen ähneln, die kurz vor oder während des traumatischen Erlebnisses auftraten. Aversives Wiedererleben wird dementsprechend häufig als eine konditionierte emotionale Reaktion auf diese Erinnerungsreize erachtet (Ehlers, Hackmann & Michael, 2004; Ehlers et al., 2002). Jedoch fehlen bislang experimentelle Studien, in denen ein Zusammenhang zwischen spezifischen Prozessen der Furchtkonditionierung und aversiven Erinnerungen systematisch experimentell untersucht wird. Im Rahmen unseres neuen Konditionierungsparadigmas setzen wir Filmausschnitte als UCS ein, wodurch es anders als bei elektrischer Stimulation und ähnlich einfachen Reizen möglich wird, einen neu entstandenen, komplexen aversiven Gedächtnisinhalt und seine potentiellen Zusammenhänge mit einzelnen Komponenten des Konditionierungsprozesses systematisch zu untersuchen. Dass unser Paradigma dafür geeignet ist, in den Tagen unmittelbar nach der Untersuchung spontan auftretende aversive Wiedererinnerungen zu generieren, die im Rahmen solcher Studien untersucht werden können, konnte durch die Nachbefragung der Probandinnen in Studie 2 exemplarisch gezeigt werden.
Neben dieser Möglichkeit zur Untersuchung neuer Forschungsfragen, besteht ein weiterer Vorteil des neuen Paradigmas darin, dass es relativ unkompliziert in seiner Umsetzung ist und keine spezialisierten Apparaturen, wie etwa für elektrische Stimulation oder Virtuelle Realität, benötigt werden, was das Paradigma in verschiedenen Kontexten einfach einsetzbar macht. Dabei stellt das sorgfältige Umsetzen ethischer Erwägungen, wie etwa der Ausschluss von Risikoprobanden, sorgfältige Aufklärung und Debriefing (Holmes & Bourne, 2007), selbstverständlich eine notwendige Voraussetzung dar. Während das Hervorrufen von aversivem emotionalen Erleben und Wiedererinnern eine notwendige Voraussetzung für die Aufklärung der Ätiologie von Angststörungen im Rahmen von Analogstudien darstellt, ist im Gegenzug sicherzustellen, dass es zu keiner anhaltenden Belastung der Probanden kommt. Beide Aspekte wurden im Rahmen von Studie 2 überprüft und konnten als erfüllt bewertet werden.
Zusammenfassend konnte gezeigt werden, dass sich durch das neue Paradigma Furchtkonditionierung relativ naturalistisch (im Sinne einer externen Validität) und trotzdem effektiv und standardisiert (im Sinne einer internen Validität) im Labor verwirklichen lässt. Dies soll zu einem breiteren Einsatz bei der Untersuchung des Angsterwerbs ermutigen. Im Zuge weiterer Studien unserer Arbeitsgruppe sollen basierend auf dem Paradigma auch die neuronalen Grundlagen des beschriebenen Konditionierungsprozesses, die modulierende Wirkung von Stress- und Geschlechtshormonen, sowie der Zusammenhang mit gebildeten aversiven Gedächtnisinhalten untersucht werden.
Danksagung
Die Erstautorin wurde finanziell durch das Doktoranden-Kolleg «Imaging the Mind» des Österreichischen Wissenschaftsfonds (FWF) unterstützt (FWF-W1233).
Unser Dank gilt den Masterstudentinnen, die an der Datenerhebung mitgewirkt haben – Antonia Krieger, Leonie Raabe, Julia Giritzer, Nicole Wiggert und Elke Westenfeld – sowie Dr. Vitaliy Kolodyazhniy für die technische Unterstützung.
1«Antichrist» (2009; Regie: Lars von Trier); «Hostel» (2005; Regie: Eli Roth); «Scar» (2007; Regie: Jed Weintrob).
2Für die Akquisitions-Phase wurden nur die verstärkten CS+ Präsentationen analysiert. Ein Miteinbezug der unverstärkten CS+ führte zu keiner wesentlichen Veränderung der Ergebnisse der ANOVA für die SCR.
3Anders als bei den verschiedenen Ratings gibt es für die SCR bei der Habituations-Phase nicht nur einen Zeitpunkt (Ende der Habituation), sondern zwei Zeitpunkte (1. und 2. Hälfte der Habituation). Der Zeitpunkt Habituation wurde deshalb für die Analyse der SCR anders als bei den Ratings nicht in die ANOVA der Akquisitions-Phase eingeschlossen, sondern es wurde eine eigene ANOVA für die Habituations-Phase gerechnet.
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