Effect of early-life stress on the functional and structural development of the ventromedial prefrontal cortex in association with stress management

Bc. Jan Fischer

Bachelor's thesis

Abstract:

Poruchy v řízení stresové odpovědi se vyskytují v mnoha psychiatrických nemocech, mezi které patří například úzkostné poruchy, deprese, fóbie, posttraumatická stre-sová porucha, ADHD a podobně. Přestože neurální podklad těchto poruch není nut-ně ještě zcela známý, změny ve ventromediálním prefrontálním kortexu jsou pova-žovány za příčinu v mnoha z nich, a i ve studiích užívajících neurozobrazovacích me-tod byla pozorovaná jeho aktivita během modifikace stresové odpovědi a podob-ných úlohách. Podílí se na detekci kontrolovatelnosti, která je důležitým prediktorem zlepšení dopadů stresu a také přispívá k extinkčnímu učení, které je důležité v upev-ňování zdravějších zvykových stresových odpovědí. Tyto procesy probíhají díky spojením s širokou paletou mozkových struktur jako je amygdala, hippokampus, hypotalamus, raphe jádro, periakveduktální šedá hmota nebo další korové oblasti. Morfologie a funkčnost ventromediálního prefrontálního kortexu se mění během ontogeneze and v těchto změnách má velký vliv i stres sám. Stres v začátku života se zdá být obzvláště důležitý, protože pokud se vyskytuje ve zvýšené míře objevují se i změny v procesech jeho zvládání a psychiatrické poruchy zmíněné výše. Modely škodlivých zážitků v raném dětství dále rozdělují stres do podskupin a ty pak zvlášť dávají do souvislostí s různými typy dopadů na mozkové struktury. V tomto literár-ním přehledu hodnotíme studie zabývající se těmito dopady zvýšeného stresu v dět-ství na ventromediální prefrontální kortex na úrovních od nejnižších úrovní psycho-fyziologie, probíráme projekce mezi strukturami a obecně cytoarchitekturu and i funkčnost této struktury.

Abstract:

Impaired stress management seems to be an important aspect of many psychiatric diseases such as anxiety disorders, depression, phobias, PTSD, and ADHD. Even though the neural background of these isn´t completely known yet, changes in the ventromedial prefrontal cortex has been implicated in many of them, and its activa-tion has also been observed in neuroimaging studies during stress modulation and related tasks. It is involved in the detection of controllability which is an important predictor of improvement in stress regulation, and it also contributes to extinction learning helping with establishing more healthy stress response habits. These pro-cesses are conducted thru connections with a wide range of neuronal structures as amygdala, hippocampus, hypothalamus, raphe nucleus, periaqueductal grey, or oth-er cortical areas. Morphology and functionality of the ventromedial prefrontal cor-tex changes over time in ontogenesis and stress itself seems to influence it quite much. Early-life is implicated as very important in this process because its excessive levels are correlated with impairments in stress management and diseases men-tioned above. Models of early-childhood adversity also divide between different stress types and their influence on exact neuronal outcomes. In this review, we evaluate studies addressing this problem from the most fundamental level of psy-chophysiology, thru connectivity, cytoarchitecture, and functionality with an exclu-sive focus on the ventromedial prefrontal cortex.

Keywords

Ventromediální prefrontální kortex, Časný stres, Zvládání stresu, Adverzní dětská zkušenost, Dětská deprivace, Ventromedial prefrontal cortex, Early-life stress, Stress management, Adverse childhood experience, Childhood-deprivation

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 5. 5. 2023

Thesis defence

• Date of defence: 13. 6. 2023
• Supervisor: prof. PhDr. Hana Přikrylová Kučerová, Ph.D.
• Reader: Ph.D. Klára Marečková, M.Sc.

Masaryk University

Faculty of Arts

Bachelor programme / field:
Psychology / Psychology