Monographien aus dem 47 Gesamtgebiete der Psychiatrie Herausgegeben von H. Hippius, Miinchen . W. Janzarik, Heidelberg C. Miiller, Prilly-Lausanne Band 38 Das Apathiesyndrom des Schizophrenen Eine psychopathologische und computertomographische U ntersuch ung Von C. Mundt Band 39 Syndrome der akuten Alkoholintoxikation und ihre forensische Bedeutung Von D. Athen Band 40 Schizophrenie und soziale Anpassung Eine prospektive Langsschnittuntersuchung Von C. Schubart, R. Schwarz, B. Krumm, H. Biehl Band 41 Towards Need-Specific Treatment of Schizophrenic Psychoses. A Study of Development and the Results of a Global Psychotherapeutic Approach to Psychoses of the Schizophrenia Group in Turku, Finland By Y. O. Alanen, V. Rakkolliinen, 1. Laakso, R. Rasimus, A. Kaljonen Band 42 Schizophrene Basisstorungen Von L. Siillwold und G. Huber Band 43 Developing Psychiatry Epidemiological and Social Studies in Iran 1963-1976 By K. W. Bash and 1. Bash-Liechti Band 44 Psychopathie - Soziopathie - Dissozialitat Zur Differentialtypologie der Personlichkeitsstorungen Von H. SaB Band 45 Biologische Marker bei atTektiven Erkrankungen Von H. E. Klein Band 46 Psychopharmakoendokrinologie und Depressionsforschung Von G. Laakmann Band 47 Hirnmechanismen normalen und schizophrenen Denkens Eine Synthese von Theorien und Daten Von M. Koukkou-Lehmann M. Koukkou-Lehmann Hirnmechanismen normalen und schizophrenen Denkens Eine Synthese von Theorien und Daten Mit 21 Abbildungen Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York London Paris Tokyo Priv.-Doz. Dr. med. MARTHA KOUKKOU-LEHMANN Psychiatrische UniversiHitsklinik Zurich F orsch ungsdirektion LenggstraBe 31, Postfach 68 CH-8029 Zurich 8 ISBN -13: 978-3-642-83055-6 e-ISBN-I3 :978-3-642-83054-9 DOl: 10.1007/978-3-642-83054-9 CIP-Kurztitelaufnahme der Deutschen Bibliothek. Koukkou-Lehmann, Martha: Hirnmechanismen normalen und schizophrenen Denkens : e. Synthese yon Theorien u. Daten / Martha Koukkou-Lehmann. - Berlin; Heidelberg; New York; London; Paris; Tokyo: Springer, 1987. (Monographien aus dem Gesamtgebiete der Psychiatrie ; Bd. 47) ISBN- 13: 978-3-642-83055-6 NE:GT Dieses Werk ist urheberrechtlich geschiitzt. Die dadurch begriindeten Rechte, insbesondere die der Ubersetzung, des Nachdrucks, des Vortrags, der Entnahme yon Abbildungen und Tabellen, der Funksendung, der Mikroyerfilmung oder der Vervielfaltigung auf anderen Wegen und der Speicherung in Datenyerarbeitungsanlagen, bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, yorbehalten. Eine Vervielfliltigung dieses Werkes oder yon Teilen dieses Werkes ist auch im Einzelfall nur in den Grenzen der gesetzlichen Bestimmungen des Urheberrechtsgesetzes der Bundesrepublik Deutschland yom 9. September 1965 in der Fassung yom 24. Juni 1985 zulassig. Sie ist grundsatzlich yergiitungspflichtig. Zuwiderhandlungen unterliegen den Strafbestimmun gen des Urheberrechtsgesetzes. © Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1987 Softcoverreprint of the hardcover 1st edition 1987 Die Wiedergabe yon Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, daB solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten waren und daher yon jedermann benutzt werden diirften. Produkthaftung: Fiir Angaben iiber Dosierungsanweisungen und Applikationsformen kann vom Verlag keine Gewahr iibernommen werden. Derartige Angaben miissen yom jeweiligen Anwen der im Einzelfall anhand anderer Literaturstellen auf ihre Richtigkeit iiberpriift werden. Satz: F otosatz & Design, 8240 Berchtesgaden 2125/3130-543210 Fur aile, welche mir die SchOnheit und die befreiende Kraft des unvoreingenommenen Denkens zeigten, vor allem Phaedra und Thalia, meinen Tochtern, und Goldy Parin-Matthey Vorwort Die vorliegende Arbeit beschreibt die himelektrischen Manifestatio nen der informationsverarbeitenden Himprozesse bei Gesunden, ihre Abweichungen wahrend der ersten akuten Episode schizophrener Symptomatologie bei psychiatrischen Patienten und ihre Veranderun gen wahrend der Remission so1cher Episoden. In dyr Arbeit werden die in der Literatur veroffentlichten Befunde und vorgeschlagenen Hypothesen iiber diese Manifestationen mit den Daten, die ich in den vergangenen 14 lahren in Ziirich gesammelt und analysiert habe, in einer Synthese vereinigt mit dem Ziel, Hypothesen und Ergebnisse dieser Forschungen in einen integrativen Zusammenhang zu bringen. Methodisch befriedigende psychophysiologische Untersuchungen schizophrener Patienten sind nur moglich, wenn direkter Zugang zu den N euaufnahmen einer psychiatrischen Klinik besteht und ein gut funktionierendes Labor fiir klinische Neurophysiologie vorhanden ist. Aufgrund meiner Mitarbeit in der Forschungsdirektion der Psychiatri schen Universitatsklinik in Ziirich habe ich das Gliick gehabt, von die sen zwei Moglichkeiten Gebrauch machen zu konnen. An dieser Stelle mochte ich daher ganz besonders dem Direktor der Forschungsdirek tion der Psychiatrischen Universitatsklinik in Ziirich, Herm Prof. Dr. 1. Angst danken, der mir die Durchfiihrung dieser Studien und das Schreiben dieses Buches ermoglicht hat. Weiter bin ich zu groBem Dank verpflichtet dem Direktor der Klinikdirektion der Psychiatri schen Universitatsklinik Ziirich, Herro Prof. Dr. K. Ernst, sowie den Kollegen und dem Pflegepersonal der Klinik, die mir mit ihrer freund lichen Mitarbeit die EEG-Registrierungen der Patienten ermoglichten. Den Proband en, die an der Studie teilgenommen haben und mir die Sammlung der Daten erlaubten, sei an dieser Stelle besonders gedankt. Die Sammlung dieser schwierigen Daten und das Schreiben des Buches ware aber nicht moglich gewesen ohne die freundliche, zuver lassige und kompetente Mitarbeit von Herro W. Manske. Er hat die meisten EEG-Registrierungen und -Analysen durchgefiihrt, die Abbil dungen gezeichnet und etwas noch Wichtigeres gemacht: fiir ein ent spanntes, kooperatives Klima im Labor gesorgt, so daB diese Arbeit eine Freude war. Ihm bin ich in jeder Hinsicht dafiir sehr dankbar. Herzlich danken mochte ich auch den anderen Mitarbeitem des Labors, Frau M. Freudenreich, Frau B. Rapp (ehemalige Mitarbeite rinnen) und Frau B. Kocher, die entweder in den ersten Stadien der Datensammlung mitwirkten oder andere parallel laufende Projekte VIII des Labors betreuten und damit zum gesamten Funktionieren des La bors entscheidend beitrugen. Viele Anregungen bei der Entwicklung der theoretischen Aspekte sind aus langen Diskussionen mit meinem Mann, wahrend der Jahre des Zusammenlebens, -denkens und -arbeitens, entstanden. GroBe Hilfe verdanke ich fUr EEG-Analyse und Datenmanage ment den Mitarbeitern der Forschungsdirektion, Herrn Dr. phil. H.H. Stassen und Herrn G. Bomben. Fur Beratung und Mitarbeit bei der Statistik der Datenanalysen gilt mein Dank Herrn H. Bultmann, lic. phil., yom Institut fUr Biostatistik der Universitat Zurich. Die Mitar beiter der Forschungsdirektion, Frau A. Dobler-Mikola, lic. phil., Frau A. Fritz, Herr R. Isele, lic. phil. und Frau S. Zulauf waren immer verstandnisvolle Interpreten der Geheimnisse des Universitatscompu tersystems, und ihnen sei an dieser Stelle herzlich gedankt. Das Manu skript wurde von Frau S. Geser, Frau H. Bendel und Frau G. Came nisch geschrieben; fUr ihre geduldige, freundliche und zuverlassige Mitarbeit mochte ich an dieser Stelle ebenfalls herzlich danken. Frau G. Camenisch danke ich zusatzlich fUr ihre Muhe, Unebenheiten in meinem Deutsch zu glatten. Zum SchluB mochte ich sagen, daB ich in diesem Buch Wissensge biete zu integrieren versuche, die gewohnlich wenig miteinander kom munizieren. Manche Satze mogen deswegen unkonventionell klingen und andere mogen bei manchem Leser je nach theoretischer Einstel lung Uberraschung auslosen. Vielleicht mit Recht; ich mochte aber diese Leser bitten, sich von den angenehmen Aspekten der Uberra schung fUhren zu lassen und der Sprache dieser in der Entwicklung ste henden Integration eine Entfaltung zu erlauben. Zurich, Marz 1987 M. KOUKKOU-LEHMANN Inhaltsverzeichnis Prolog 1 Der normal-psychologische Bereich 5 1.1 Das menschliche Informationsverarbeitungssystem 5 1.1.1 Das Gehirn als integrierendes, informations- verarbeitendes Organ . . . . . . . . . . . . 6 1.1.2 Gedachtnis und Informationsverarbeitungsprozesse 7 1.1.3 Die Schritte der Informationsverarbeitung 10 1.1.3.1 Initiale Interpretation der Information 10 1.1.3.2 Kognitive Interpretation der Information . 13 1.1.4 Die Modi der Informationsverarbeitung 14 1.1.4.1 Der automatische Informationsverarbeitungsmodus 14 1.1.4.2 Der kontrollierte Informationsverarbeitungsmodus 17 1.1.5 Die selektive Aufmerksamkeit und der zentrale Kanal mit begrenzter Kontrollkapazitat 18 1.2 Das Elektroenzephalogramm (EEG) 22 1.2.1 Ruhe-EEG (Spontan-EEG) 23 1.2.2 Funktions-EEG (aktiviertes EEG) . 24 1.2.3 Ereignisbezogene oder evozierte Hirnpotentiale 30 1.3 Die Orientierungsreaktion und ihre EEG-Korrelate 33 1.3.1 Die Komponenten der Orientierungsreaktion 34 1.3.2 Reizeigenschaften, die eine Orientierungsreaktion auslosen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 1.3.3 Entstehungsmechanismen der Orientierungsreaktion und ihrer Habituation . . . . . . . . . . . . . 36 1.3.4 Die biologische Bedeutung der Orientierungsreaktion 38 1.4 Das EEG und die Informationsverarbeitungsprozesse 40 1.4.1 Das EEG der Informationsverarbeitungsschritte 40 1.4.1.1 EEG-Korrelate der initialen Interpretation derInformation ............ 40 1.4.1.2 EEG-Korrelate der kognitiven Interpretation der Information ............ 41 1.4.2 Das EEG und die Modi der Informationsverarbeitung . 45 1.4.2.1 EEG-Korrelate des automatischen Informations- verarbeitungsmodus ........... 45 1.4.2.2 EEG-Korrelate des kontrollierten Informations- verarbeitungsmodus ........... 46 x 1.5 Psychopharmakologie der informationsverarbeitenden Himprozesse und des zustandsabhiingigen Lemens und Erinnems ................ . 47 1.6 Synthese der psychophysiologischen Begriffe. Ein heuri stisches Modell der Funktionsweise des menschlichen Informationsverarbeitungssystems . . . . . . . . 52 1.6.1 Die Determinanten des funktionellen Himzustandes 55 1.6.2 Zur Funktionsweise des Modells . . . . . 56 2 Der schizophren-psychologische Bereich 59 2.1 Definition von Schizophrenie 59 2.2 EEG-Studien bei Schizophrenie 60 2.2.1 Schizophreniespezifische EEG-Zeichen 63 2.2.1.1 Ruhe-EEG (Spontan-EEG) ..... 63 2.2.1.2 Funktions-EEG; funktionelle Asymmetrie der Hemisphiiren ............ . 66 2.2.1.3 Evozierte Potentiale . . . . . . . . . . . 68 2.2.2 Beziehungen zwischen EEG-Zeichen und schizophrener Symptomatik 71 2.2.2.1 Ruhe-EEG 71 2.2.2.2 Funktions-EEG 73 2.2.2.3 Evozierte Potentiale 73 2.2.3 EEG-Zeichen, die Verlauf oder Behandlungserfolg voraussagen 74 2.2.3.1 Ruhe-EEG 74 2.2.3.2 Funktions-EEG 74 2.2.3.3 Evozierte Potentiale 74 2.3 EEG und psychophysiologische Hypothesen der Schizophrenieentstehung ....... . 75 2.3.1 Die Arousaltheorie der Schizophrenie . . . . 75 2.3.1.1 Hyperarousal und EEG in der Schizophrenie 78 2.3.2 Die Hypothese der Storung der Informationsaufnahme und -verarbeitung in der Schizophrenie . . . . 80 3 EEG-Reaktivitat und schizophrene produktive Symptomatik 84 3.1 F ragestell ungen 84 3.2 Die untersuchten Personen 86 3.2.1 Aufnahmekriterien 86 3.2.2 Kontaktaufnahme mit Proband en, Instruktionen und Vorgehen bei der Untersuchung 87 3.3 Untersuchungsprotokoll 88 3.4 Methodik 89 3.4.1 Physiologische Methodik 89 XI 3.4.1.1 EEG-Registrierung . . . . . . . . . . . . . . .. 89 3.4.1.2 EEG-Ana1yse .................. 89 3.4.1.3 Datenreduktion aufEEG-Merkma1e und ihre Bedeutung. 90 3.4.2 Psycho1ogische Methodik ...... 92 3.4.2.1 Der Continuous Performance Test (CPT) fUr se1ektive Reaktionszeitmessungen 93 3.4.2.2 Der Merkaufgabentest (1ST) .. . . . 93 3.4.2.3 Die Erinnerungsnihigkeit (Wiedergabe) 93 3.4.3 Statistische Methodik . . . . . . . . 93 3.4.3.1 Verg1eich zwischen den Gruppen 94 3.4.3.2 Homogenitat der funktionellen Hirnzustande innerha1b jeder Gruppe .......... 94 3.5 Ergebnisse.............. 95 3.5.1 Ergebnisse der physio1ogischen Daten 95 3.5.1.1 EEG-Rohdaten: Funktionelle Hirnzustlinde 95 3.5.1.2 EEG-Reaktivitat: Funktionelle Anpassung der Hirnaktivitlit an die ankommende Information 106 3.5.2 Ergebnisse der psycho1ogischen Daten 118 3.5.2.1 Zusammenfassung und Diskussion der psycho1ogischen Daten 118 3.6 Epilog: Eine Synthese 120 Programmverzeichnis 134 Literatur . . . 135 Sachverzeichnis . .. 159