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The Relation between Stress and Aggression and The Role of Inhibitory Control and Social Information Processing within - A Psychophysiological Approach

Der Zusammenhang von Stress und Aggression und die Funktion von Inhibitorischer Kontrolle sowie Verarbeitung sozialer Informationen darin - Eine Psychophysiologische Untersuchung

  • Stress has been considered one of the most relevant factors promoting aggressive behavior. Animal and human pharmacological studies revealed the stress hormones corticosterone in rodents and cortisol in humans to constitute a particularly important neuroendocrine determinate in facilitating aggression and beyond that, assumedly in its continuation and escalation. Moreover, cortisol-induced alterations of social information processing, as well as of cognitive control processes, have been hypothesized as possible influencing factors in the stress-aggression link. So far, the immediate impact of a preceding stressor and thereby stress-induced rise of cortisol on aggressive behavior as well as higher-order cognitive control processes and social information processing in this context have gone mostly unheeded. The present thesis aimed to extend the hitherto findings of stress and aggression in this regard. For this purpose two psychophysiological studies with healthy adults were carried out, both using the socially evaluated-cold pressor test as an acute stress induction. Additionally to behavioral data and subjective reports, event related potentials were measured and acute levels of salivary cortisol were collected on the basis of which stressed participants were divided into cortisol-responders and "nonresponders. Study 1 examined the impact of acute stress-induced cortisol increase on inhibitory control and its neural correlates. 41 male participants were randomly assigned to the stress procedure or to a non-stressful control condition. Beforehand and afterwards, participants performed a Go Nogo task with visual letters to measure response inhibition. The effect of acute stress-induced cortisol increase on covert and overt aggressive behavior and on the processing of provoking stimuli within the aggressive encounter was investigated in study 2. Moreover, this experiment examined the combined impact of stress and aggression on ensuing affective information processing. 71 male and female participants were either exposed to the stress or to the control condition. Following this, half of each group received high or low levels of provocation during the Taylor Aggression Paradigm. At the end of the experiment, a passive viewing paradigm with affective pictures depicting positive, negative, or aggressive scenes with either humans or objects was realized. The results revealed that men were not affected by a stress-induced rise in cortisol on a behavioral level, showing neither impaired response inhibition nor enhanced aggressive behavior. In contrast, women showed enhanced overt and covert aggressive behavior under a surge of endogenous cortisol, confirming previous results, albeit only in case of high provocation and only up to the level of the control group. Unlike this rather moderate impact on behavior, cortisol showed a distinct impact on neural correlates of information processing throughout inhibitory control, aggression-eliciting stimuli, and emotional pictures for both men and women. At this, stress-induced increase of cortisol resulted in enhanced N2 amplitudes to Go stimuli, whereas P2 amplitudes to both and N2 to Nogo amplitudes retained unchanged, indicating an overcorrection and caution of the response activation in favor of successful inhibitory control. The processing of aggression-eliciting stimuli during the aggressive encounter was complexly altered by stress differently for women and men. Under increased cortisol levels, the frontal or parietal P3 amplitude patterns were either diminished or reversed in the case of high provocation compared to the control group and to cortisol-nonresponders, indicating a desensitization towards aggression-eliciting stimuli in males, but a more elaborate processing of those in women. Moreover, stress-induced cortisol and provocation jointly altered subsequent affective information processing at early as well as later stages of the information processing stream. Again, increased levels of cortisol led opposite directed amplitudes in the case of high provocation relative to the control group and cortisol-nonresponders, with enhanced N2 amplitudes in men and reduced P3 and LPP amplitudes in men and women for all affective pictures, suggesting initially enhanced emotional reactivity in men, but ensuing reduced motivational attention and enhanced emotion regulation in both, men and women. As a result, these present findings confirm the relevance of HPA activity in the elicitation and persistence of human aggressive behavior. Moreover, they reveal the significance of compensatory and emotion regulatory strategies and mechanisms in response to stress and provocation, indorsing the relevance of social information and cognitive control processes. Still, more research is needed to clarify the conditions which lead to the facilitation of aggression and by which compensatory mechanisms this is prevented.
  • Stress gilt als einer der wichtigsten aggressionsfördernden Faktoren und Tier- und Humanexperimente zeigten, dass das Stresshormon Corticosteron bzw. Cortisol eine zentrale neuroendokrinologische Determinante in der Entstehung und Aufrechterhaltung von aggressivem Verhalten ist. Darüber hinaus wurde der Effekt von Cortisol sowohl auf die Verarbeitung sozialer Informationen, als auch auf kognitive Kontrollprozesse als möglicher Einflussfaktor im Stress-Aggressions-Zusammenhang postuliert. Bisher wurde der unmittelbare Einfluss eines akuten Stressors und der damit verbundenen Cortisolausschüttung auf aggressives Verhalten, kognitive Kontrolle und Verarbeitung von sozialen Informationen im aggressiven Kontext kaum untersucht. Um dies zu erforschen wurden zwei psychophysiologische Studien mit gesunden Erwachsenen durchgeführt. In beiden Studien wurde der sozialevaluative Kaltwasserstresstest als akuter Stressor verwendet und der Cortisolverlauf über Speichelproben erfasst, auf Basis derer gestresste Probanden in Cortisolresponder und "nonresponder unterteilt wurden. Neben Fragebögen und Verhaltensmaßen wurden ereigniskorrelierte Potentiale des EEGs erhoben und ausgewertet. Studie 1 untersuchte den Einfluss von stressinduziertem Cortisolanstieg auf kognitive Kontrolle, genauer Inhibitorische Kontrolle, und deren neuronale Korrelate. 41 männliche Versuchspersonen, welche zufällig der Stressbedingung bzw. der Kontrollbedingung zugeordnet wurden, bearbeiteten vor und nach dem Stressor ein visuelles Go Nogo Paradigma mit Buchstaben. Der Einfluss auf offenes und verdecktes aggressives Verhalten und Verarbeitung provozierender Stimuli wurde in Studie 2 untersucht. Darüber hinaus wurde in dieser Studie auch der kombinierte Einfluss von Stress und provozierter Aggression auf die Verarbeitung emotionaler Bilder analysiert. An dieser Studie nahmen 71 Frauen und Männer teil, welche entweder die Stressprozedur oder die Kontrollbedingung durchliefen. Anschließend wurde die Hälfte jeder Gruppe mit dem Taylor Aggressionsparadigma entweder stark oder kaum provoziert. Am Ende des Experiments wurden den Probanden Bilder mit positivem, negativem und aggressivem Inhalt mit oder ohne Menschen gezeigt. Auf Verhaltensebene zeigten die Ergebnisse, dass Männer durch Stress nicht beeinflusst wurden, Frauen aber unter stressbedingt erhöhten Cortisolwerten mit verstärkter offener und verdeckter Aggression auf Provokation reagierten, verglichen mit Cortisolnonrespondern. Im Gegensatz dazu zeigten sich auf Ebene der neuronalen Korrelate der Informationsverarbeitung über alle Paradigmen hinweg deutlich Einflüsse bei beiden Geschlechtern. So führte ein stressinduzierter Anstieg in Cortisol zu größeren N2 Amplituden für Go Stimuli, während die P2 Amplitude für beide Stimuli und die Nogo N2 Amplitude unbeeinflusst blieben. Dies weist auf eine Überkorrektur und Vorsicht bezüglich der Aktivierung einer Reaktion zugunsten einer erfolgreichen Response Inhibition hin. Die Verarbeitung der provozierenden Reize im Taylor Aggressionsparadigma wurde durch Stress und stressinduziertem Cortisolanstieg für Frauen und Männer unterschiedlich komplex verändert. Unter erhöhtem Cortisol führte starke Provokation in Cortisolrespondern im Vergleich zu Cortisolnonrespondern und der Kontrollgruppe entweder zu einem reduzierten oder umgekehrten Aktivierungsmuster in Zeitbereich der frontalen oder parietalen P3, was auf eine Desensibilisierung gegenüber provozierenden Reizen in Männern aber einer vertieften Verarbeitung in Frauen hindeutet. Darüber hinaus beeinflussten Stress und Provokation gemeinsam frühe als auch späte Komponenten der anschließenden Verarbeitung emotionaler Informationen. Wieder führte hohe Provokation zu einem entgegengesetzten Effekt in Cortisolrespondern verglichen zu Cortisolnonrespondern und der Warmwasserkontrollgruppe. So zeigten männliche bzw. männliche und weibliche provozierte Cortisolresponder größere N2 Amplituden, aber reduzierte P3 Amplituden sowie anschließende "late positive potentials" auf alle emotionalen Bildreize, was auf eine zunächst verstärkte emotionale Reaktivität in Männern, aber eine anschließende reduzierte Aufmerksamkeit und verstärke Emotionsregulation in Männern und Frauen dieser Gruppe hinweist. Die Ergebnisse beider Studien bestätigen die Relevanz der HPA Achsen Aktivität in der Auslösung und Aufrechterhaltung von aggressivem Verhalten. Weiterhin zeigen sie die Bedeutung von Kompensationsmechanismen und Regulationsstrategien in Reaktion auf Stress und Provokation und bestätigen damit die Bedeutung von Verarbeitung sozialer Informationen und kognitiven Kontrollprozessen im Kontext.

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Metadaten
Author:Angelika Margarete Dierolf
URN:urn:nbn:de:hbz:385-8970
Advisor:Ewald Naumann
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Date of completion:2014/11/11
Publishing institution:Universität Trier
Granting institution:Universität Trier, Fachbereich 1
Date of final exam:2014/07/16
Release Date:2014/11/11
Tag:Cortisol; Emotionsregulation; Hypothalamus-Hypophysen-Nebennierenrinden-Achse; Inhibitorische Kontrolle; Provokation
Hypothalamic-pituitary-adrenocortical axis; cortisol; emotion regulation; inhibitory control; provocation
GND Keyword:Aggression; Elektroencephalographie; Ereigniskorreliertes Potenzial; Stress
Institutes:Fachbereich 1 / Psychologie
Dewey Decimal Classification:1 Philosophie und Psychologie / 15 Psychologie / 150 Psychologie

$Rev: 13581 $