What is anxiety? An emo6onal state characterized by - - PDF document

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Nov 12, 2022 343 likes •437 views

6/5/13 Uncertainty modulates an6cipatory anterior insula ac6vity in generalized anxiety disorder Dan W. Grupe, Desmond J. Oathes, Dan R. McFarlin, and Jack

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SLIDE 1

6/5/13 ¡ 1 ¡

Uncertainty ¡modulates ¡an6cipatory ¡ anterior ¡insula ¡ac6vity ¡in ¡generalized ¡ anxiety ¡disorder ¡

Dan ¡W. ¡Grupe, ¡Desmond ¡J. ¡Oathes, ¡Dan ¡R. ¡McFarlin, ¡and ¡ Jack ¡B. ¡Nitschke ¡

Waisman ¡Laboratory ¡for ¡Brain ¡Imaging ¡& ¡Behavior ¡and ¡ Departments ¡of ¡Psychology ¡and ¡Psychiatry ¡ University ¡of ¡Wisconsin-­‑Madison ¡

What ¡is ¡anxiety? ¡

An ¡emo6onal ¡state ¡characterized ¡by ¡ an#cipatory ¡affec6ve, ¡cogni6ve, ¡and ¡ behavioral ¡changes ¡in ¡response ¡to ¡ uncertainty ¡about ¡poten6al ¡future ¡threat ¡

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SLIDE 2

6/5/13 ¡ 2 ¡

An6cipa6on ¡of ¡aversion ¡in ¡healthy ¡controls ¡

Grupe ¡et ¡al., ¡Cer. ¡Cort., ¡2012 ¡ PHASIC ¡ SUSTAINED ¡

Sustained ¡differences ¡for ¡an6cipa6on ¡of ¡ aversive ¡vs. ¡neutral ¡pictures ¡

Grupe ¡et ¡al., ¡Cer. ¡Cort., ¡2012 ¡

R ¡Anterior ¡Insula ¡ Midbrain/PAG ¡ R ¡BNST ¡ L ¡Anterior ¡Insula ¡

AVERSIVE ¡ANTICIPATION ¡ NEUTRAL ¡ANTICIPATION ¡

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SLIDE 3

6/5/13 ¡ 3 ¡

An6cipa6on ¡of ¡aversion ¡in ¡GAD ¡

  • Sustained ¡an6cipa6on ¡under ¡condi6ons ¡of ¡threat ¡

uncertainty ¡is ¡par6cularly ¡relevant ¡for ¡GAD ¡

? ¡

  • Individuals ¡with ¡GAD ¡

may ¡show ¡heightened ¡ anterior ¡insula ¡ac6vity ¡ during ¡uncertain ¡ an6cipa6on ¡

Methods ¡

  • 57 ¡par6cipants ¡with ¡GAD ¡(43 ¡F, ¡mean ¡age ¡27.5 ¡± ¡10.6 ¡years) ¡
  • 43 ¡healthy ¡controls ¡(22 ¡F, ¡mean ¡age ¡24.2 ¡± ¡6.7 ¡years) ¡
  • Four ¡11-­‑minute ¡fMRI ¡runs ¡of ¡Emo6onal ¡An6cipa6on ¡

task ¡

  • Group ¡analysis: ¡Group ¡(GAD,CON) ¡x ¡Condi6on ¡(X,O,?) ¡

ANOVA ¡for ¡sustained ¡an6cipatory ¡period ¡

– Whole-­‑brain ¡voxelwise ¡analysis ¡conducted ¡at ¡p ¡< ¡0.05 ¡ (corrected ¡using ¡clustering ¡and ¡Monte ¡Carlo ¡simula6on) ¡

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SLIDE 4

6/5/13 ¡ 4 ¡

Results: ¡main ¡effects ¡of ¡condi6on ¡

x=-2

  • ­‑0.1 ¡
  • ­‑0.08 ¡
  • ­‑0.06 ¡
  • ­‑0.04 ¡
  • ­‑0.02 ¡

0 ¡

43 ¡Controls ¡ 57 ¡GAD ¡ Aversive ¡ Uncertain ¡ Neutral ¡

y=24 y=-2

R ¡

Results: ¡main ¡effects ¡of ¡condi6on ¡

x=-2

  • ­‑0.12 ¡
  • ­‑0.1 ¡
  • ­‑0.08 ¡
  • ­‑0.06 ¡
  • ­‑0.04 ¡
  • ­‑0.02 ¡

0 ¡

43 ¡Controls ¡ 57 ¡GAD ¡ Aversive ¡ Uncertain ¡ Neutral ¡

y=24 y=-2

R ¡

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SLIDE 5

6/5/13 ¡ 5 ¡

Heightened ¡anterior ¡insula ¡responses ¡ to ¡uncertain ¡an6cipa6on ¡in ¡GAD ¡

Group x Condition Interaction p < 0.05 (corrected)

  • ­‑0.25 ¡
  • ­‑0.2 ¡
  • ­‑0.15 ¡
  • ­‑0.1 ¡
  • ­‑0.05 ¡

0 ¡

43 ¡Controls ¡ 57 ¡GAD ¡ Aversive ¡ Uncertain ¡ Neutral ¡

y=24

R ¡

Heightened ¡anterior ¡insula ¡responses ¡ to ¡uncertain ¡an6cipa6on ¡in ¡GAD ¡

Group x Condition Interaction p < 0.05 (corrected)

  • ­‑0.25 ¡
  • ­‑0.2 ¡
  • ­‑0.15 ¡
  • ­‑0.1 ¡
  • ­‑0.05 ¡

0 ¡

43 ¡Controls ¡ 57 ¡GAD ¡ Uncertain ¡ Neutral ¡

y=24 p = 0.004

R ¡

z=-6

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SLIDE 6

6/5/13 ¡ 6 ¡

But ¡what ¡does ¡it ¡mean? ¡

  • Relate ¡anterior ¡insula ¡ac6vity ¡during ¡sustained, ¡

uncertain ¡an6cipa6on ¡to ¡self-­‑reported ¡Intolerance ¡of ¡ Uncertainty ¡(IU). ¡

Anterior ¡insula ¡ac6vity ¡posi6vely ¡correlated ¡with ¡ Intolerance ¡of ¡Uncertainty ¡in ¡GAD ¡

Regression ¡of ¡whole-­‑brain ¡ac6vity ¡(contrast ¡of ¡uncertain– neutral ¡an6cipa6on) ¡on ¡Intolerance ¡of ¡Uncertainty ¡scores ¡ p ¡< ¡0.05, ¡corrected ¡

y=18

  • ­‑0.6 ¡
  • ­‑0.4 ¡
  • ­‑0.2 ¡

0 ¡ 0.2 ¡ 0.4 ¡ 0.6 ¡ 50 ¡ 70 ¡ 90 ¡ 110 ¡ 130 ¡ 150 ¡

57 ¡GAD ¡

r=0.53 (?-­‑O ¡An#c. ¡Ac#vity) ¡

IU ¡Scores ¡

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SLIDE 7

6/5/13 ¡ 7 ¡

But ¡what ¡does ¡it ¡mean? ¡

  • Anterior ¡insula ¡ac6vity ¡during ¡sustained, ¡uncertain ¡

an6cipa6on ¡is ¡correlated ¡with ¡self-­‑reported ¡ Intolerance ¡of ¡Uncertainty ¡(IU) ¡in ¡GAD. ¡

  • Elevated ¡ac6vity ¡in ¡the ¡anterior ¡insula ¡during ¡

sustained, ¡uncertain ¡an6cipa6on ¡may ¡reflect ¡altered ¡ parasympathe6c ¡func6on ¡in ¡GAD ¡

  • Measure ¡of ¡parasympathe6c ¡tone: ¡high-­‑frequency ¡

heart-­‑rate ¡variability ¡(HRV) ¡

  • HRV ¡correlated ¡with ¡cardiac ¡health ¡
  • HRV ¡as ¡a ¡marker ¡of ¡adap6ve ¡emo6onal ¡responses ¡

to ¡stress ¡

Anterior ¡insula ¡ac6vity ¡inversely ¡correlated ¡with ¡ HRV ¡in ¡GAD ¡ ¡

Regression ¡of ¡whole-­‑brain ¡ac6vity ¡(contrast ¡of ¡uncertain–neutral ¡ an6cipa6on) ¡on ¡average ¡HF-­‑HRV; ¡p ¡< ¡0.05, ¡corrected ¡

y=16

  • ­‑0.4 ¡
  • ­‑0.2 ¡

0 ¡ 0.2 ¡ 0.4 ¡ 3 ¡ 5 ¡ 7 ¡ 9 ¡ 11 ¡

38 ¡Con ¡ 51 ¡GAD ¡

(?-­‑O ¡An#c. ¡Ac#vity) ¡

Heart-­‑rate ¡variability ¡scores ¡

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SLIDE 8

6/5/13 ¡ 8 ¡

Anterior ¡insula ¡ac6vity ¡inversely ¡correlated ¡with ¡ HRV ¡in ¡GAD ¡ ¡

Regression ¡of ¡whole-­‑brain ¡ac6vity ¡(contrast ¡of ¡uncertain–neutral ¡ an6cipa6on) ¡on ¡average ¡HF-­‑HRV; ¡p ¡< ¡0.05, ¡corrected ¡ Increased ¡AI ¡ac#vity ¡during ¡uncertain ¡an#cipa#on ¡may ¡reflect ¡ deficient ¡inhibitory ¡parasympathe#c ¡control ¡

y=16

  • ­‑0.4 ¡
  • ­‑0.2 ¡

0 ¡ 0.2 ¡ 0.4 ¡ 3 ¡ 5 ¡ 7 ¡ 9 ¡ 11 ¡

51 ¡GAD ¡

r=-0.34 (?-­‑O ¡An#c. ¡Ac#vity) ¡

Heart-­‑rate ¡variability ¡scores ¡

Summary ¡

  • Individuals ¡with ¡GAD ¡show ¡heightened ¡sustained ¡

anterior ¡insula ¡ac6vity ¡in ¡response ¡to ¡uncertain ¡ threat ¡an6cipa6on ¡

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SLIDE 9

6/5/13 ¡ 9 ¡

Summary ¡

  • Individuals ¡with ¡GAD ¡show ¡heightened ¡sustained ¡

anterior ¡insula ¡ac6vity ¡in ¡response ¡to ¡uncertain ¡ threat ¡an6cipa6on ¡

  • Anterior ¡insula ¡ac6vity ¡in ¡GAD ¡correlated ¡with: ¡

– Greater ¡intolerance ¡of ¡uncertainty ¡ – Lower ¡high-­‑frequency ¡heart-­‑rate ¡variability ¡(i.e., ¡ reduced ¡parasympathe6c ¡tone) ¡

Thank ¡you! ¡

Collaborators ¡ Jack ¡Nitschke ¡ ¡Desmond ¡Oathes ¡ ¡Dan ¡McFarlin ¡ Technical ¡Support ¡and ¡Consulta#on ¡ Tammi ¡Kral ¡ ¡ ¡Melissa ¡Schmidt ¡ ¡Dave ¡Perlman ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ Aaron ¡Heller ¡ ¡Michael ¡Anderle ¡ ¡Ron ¡Fisher ¡ Funding ¡ NSF ¡Graduate ¡Research ¡Fellowship ¡ NIMH ¡(R01-­‑MH74847, ¡K02-­‑MH082130, ¡K08-­‑MH63984) ¡ NICHD ¡core ¡grant ¡to ¡the ¡Waisman ¡Center ¡(P30-­‑HD03352). ¡