The long-term impact of childhood adversities on brain function and connectivity
The current dissertation aimed to investigate the impact of childhood adversities on brain function and connectivity in a cohort of participants followed since their birth by allocating specific attention into cumulative effects and sensitive periods. To address the co-occurrence of adversities, we...
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| Main Author: | |
|---|---|
| Format: | Book/Monograph Thesis |
| Language: | English |
| Published: |
Heidelberg
09 Mai 2025
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| DOI: | 10.11588/heidok.00036467 |
| Subjects: | |
| Online Access: | Resolving-System, kostenfrei: https://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:16-heidok-364670 Resolving-System, kostenfrei: https://doi.org/10.11588/heidok.00036467 Verlag, kostenfrei, Volltext: http://www.ub.uni-heidelberg.de/archiv/36467 Resolving-System, kostenfrei: https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bsz:16-heidok-364670 Langzeitarchivierung Nationalbibliothek, kostenfrei: https://d-nb.info/1365146367/34 
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| Author Notes: | vorgelegt von Seda Sacu ; Referentin: Prof. Dr. Nathalie E. Holz |
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| 245 | 1 | 4 | |a The long-term impact of childhood adversities on brain function and connectivity |c vorgelegt von Seda Sacu ; Referentin: Prof. Dr. Nathalie E. Holz |
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| 502 | |b Dissertation |c Ruprecht-Karls-Universität zu Heidelberg |d 2025 | ||
| 520 | |a The current dissertation aimed to investigate the impact of childhood adversities on brain function and connectivity in a cohort of participants followed since their birth by allocating specific attention into cumulative effects and sensitive periods. To address the co-occurrence of adversities, we conducted a principal component analysis using seven adversity measures covering different developmental periods (prenatal maternal smoking, prenatal maternal stress, obstetric adversity, lower maternal stimulation during infancy, family adversity, stressful life events and childhood trauma). This analysis resulted in a three-factor solution (factor 1: postnatal psychosocial adversities and prenatal maternal smoking, factor 2: prenatal maternal stress and obstetric adversity, and factor 3: lower maternal stimulation). Study I investigated how adverse childhood experiences, in combination (i.e., adversity factors) and in specific (i.e., single adversity measure), affected neural correlates of reward learning (expected value and prediction error signaling). Our findings indicated that the third adversity factor representing lower maternal sensitivity was associated with lower expected value signaling in the core reward network (nucleus accumnbens, putamen, pregenual anterior cingulate cortex). Lower expected value encoding in the nucleus accumbens further mediated the relationship between this adversity dimension and internalizing symptoms and predicted withdrawn symptoms during the COVID-19 pandemic. Study II examined how adversity factors and their specific contributors affected neural responses during inhibitory control. Our findings showed that the first adversity factor representing postnatal psychosocial adversities and prenatal maternal smoking was related to increased activation in several brain regions involving inhibitory control (inferior frontal gyrus, dorsal anterior cingulate cortex, supplementary motor area, and insula). Increased activation in the bilateral insula and dorsal anterior cingulate cortex was further related to lower inhibition success and higher depressive symptoms, while the right insula activation mediated the relationship between the first adversity factor and depressive symptoms. Study III investigated the impact of stressful life events on whole-brain functional connectivity during an emotion regulation task by considering the developmental timing of stress (prenatal, infancy, childhood and adolescence stress). Our findings revealed two sensitive periods for adult functional connectivity: prenatal/newborn and childhood periods. Higher stress during the prenatal period and childhood was related to lower functional connectivity between subcortical, frontal and temporal regions, which are important for emotion processing and regulation. In addition, connectivity alterations related to childhood stress were linked to higher externalizing symptoms at the time of fMRI assessment and across the COVID-19 pandemic. Taken together, these results suggest that adverse childhood experiences have a lasting impact on neural systems related to reward learning, inhibitory control and emotion regulation. The profound link between adversity-related neural alterations and psychopathology symptoms indicates that childhood adversities might increase the risk of developing psychopathology via neural alterations. Given the long-lasting negative effects of adversities, developing more effective prevention strategies for children at risk is necessary to buffer the negative outcomes of adversities on brain development. | ||
| 520 | |a Die vorliegende Dissertation untersuchte den Einfluss von Kindheitsbelastungen auf die Hirnfunktion und -konnektivität einer seit der Geburt begleiteten Kohorte von Teilnehmenden. Dabei wurde besonderes Augenmerk auf kumulative Effekte und sensible Entwicklungsphasen gelegt. Um das gleichzeitige Auftreten von Belastungen zu erfassen, führten wir eine Hauptkomponentenanalyse mit sieben Belastungsindikatoren durch, die verschiedene Entwicklungsphasen abdeckten (mütterliches Rauchen während der Schwangerschaft, mütterlicher Stress während der Schwangerschaft, geburtshilfliche Belastung, geringere mütterliche Stimulation im Säuglingsalter, familiäre Belastungen, belastende Lebensereignisse und Kindheitstraumata). Diese Analyse ergab eine Dreifaktorenlösung (Faktor 1: postnatale psychosoziale Belastungen und mütterliches Rauchen während der Schwangerschaft, Faktor 2: mütterlicher Stress während der Schwangerschaft und geburtshilfliche Belastung, Faktor 3: geringere mütterliche Stimulation). Studie I untersuchte, wie sich belastende Kindheitserfahrungen – sowohl in Kombination (Belastungsfaktoren) als auch einzeln (Belastungsindikator) – auf die neuronalen Korrelate des Belohnungslernens (Erwartungswert und Vorhersagefehlersignalisierung) auswirken. Unsere Ergebnisse zeigten, dass der dritte Belastungsfaktor, der eine geringere mütterliche Feinfühligkeit repräsentiert, mit einer geringeren Erwartungswertsignalisierung im zentralen Belohnungsnetzwerk (Nucleus accumbens, Putamen, prägenualer anteriorer cingulärer Cortex) assoziiert war. Die geringere Erwartungswertkodierung im Nucleus accumbens vermittelte zudem den Zusammenhang zwischen dieser Belastungsdimension und internalisierenden Symptomen und sagte Rückzugssymptome während der COVID-19-Pandemie voraus. Studie II untersuchte, wie Belastungsfaktoren und ihre spezifischen Einflussfaktoren die neuronalen Reaktionen während der inhibitorischen Kontrolle beeinflussten. Unsere Ergebnisse zeigten, dass der erste Belastungsfaktor, der postnatale psychosoziale Belastungen und pränatales mütterliches Rauchen repräsentiert, mit einer erhöhten Aktivierung in mehreren Hirnregionen, die an der inhibitorischen Kontrolle beteiligt sind (Gyrus frontalis inferior, dorsaler anteriorer cingulärer Cortex, supplementärmotorisches Areal und Insula), zusammenhing. Eine erhöhte Aktivierung der bilateralen Insula und des dorsalen anterioren cingulären Cortex korrelierte mit geringerer Inhibitionsleistung und stärkeren depressiven Symptomen, während die Aktivierung der rechten Insula die Beziehung zwischen dem ersten Belastungsfaktor und den depressiven Symptomen vermittelte. Studie III untersuchte den Einfluss stressreicher Lebensereignisse auf die funktionelle Konnektivität des gesamten Gehirns während einer Emotionsregulationsaufgabe unter Berücksichtigung des Entwicklungszeitpunkts des Stresses (pränatal, Säuglingsalter, Kindheit und Adoleszenz). Unsere Ergebnisse zeigten zwei sensible Phasen für die funktionelle Konnektivität im Erwachsenenalter: die pränatale/Neugeborenenphase und die Kindheit. Höherer Stress in der pränatalen Phase und der Kindheit korrelierte mit einer geringeren funktionellen Konnektivität zwischen subkortikalen, frontalen und temporalen Regionen, die für die Emotionsverarbeitung und -regulation wichtig sind. Darüber hinaus standen Veränderungen der neuronalen Konnektivität, die mit Stress in der Kindheit in Zusammenhang stehen, mit stärker ausgeprägten externalisierenden Symptomen sowohl zum Zeitpunkt der fMRT-Untersuchung als auch im Verlauf der COVID-19-Pandemie in Verbindung. Zusammengenommen legen diese Ergebnisse nahe, dass belastende Kindheitserfahrungen einen dauerhaften Einfluss auf neuronale Systeme ausüben, die für Belohnungslernen, inhibitorische Kontrolle und Emotionsregulation von Bedeutung sind. Der tiefgreifende Zusammenhang zwischen belastungsbedingten neuronalen Veränderungen und psychopathologischen Symptomen deutet darauf hin, dass belastende Kindheitserfahrungen das Risiko für die Entwicklung psychopathologischer Störungen über eben diese neuronalen Veränderungen erhöhen könnten. Angesichts der langfristigen negativen Auswirkungen solcher Belastungen ist die Entwicklung wirksamerer Präventionsstrategien für gefährdete Kinder erforderlich, um die negativen Folgen dieser Belastungen für die Gehirnentwicklung abzufedern. [Mit KI übersetzt] | ||
| 546 | |a Zusammenfassungen in deutscher und englischer Sprache | ||
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| 776 | 0 | 8 | |i Erscheint auch als |n Druck-Ausgabe |a Sacu, Seda, 1993 - |t The long-term impact of childhood adversities on brain function and connectivity |d Heidelberg, 2024 |h 243 Seiten |w (DE-627)1928354882 |
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