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Executive control and emotional processing biases in depressive patients

Markela-Lerenc, Jaana

German Title: Exekutive Kontrollfunktionen und Biases der emotionalen Informationsverarbeitung bei depressiven Patienten

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Abstract

Depressed patients show cognitive deficits along with mood disturbances. Growing evidence suggests impairment at the level of executive control, which might account in part for patients' difficulties in everyday activities and cognitive performance. Furthermore, there is evidence that depressive patients show information processing biases for emotional information which are thought to play a role in the etiology and maintenance of the disorder. Attentional bias occurs in an early stage of information processing, while memory bias occurs in a later stage of processing (strategic elaboration). The goal of this study was to investigate executive control (the Stroop test) and information processing biases for emotional information in an early stage of processing (the emotional Stroop test) and in a later stage of processing (memory recognition test) in healthy subjects and depressive patients. A further objective of this study was to compare the performance of melancholic and non-melancholic depressive patients in the Stroop test, in the emotional Stroop test and in the memory recognition test. Last, we wanted to investigate the relationship between the performance in an executive control task (the Stroop effect) and information processing bias measures for emotional information. This study is the first to investigate the Stroop test, the emotional Stroop test and the memory recognition test in the same healthy subjects and depressed patients. Furthermore, this is the first study investigating information processing biases for emotional information in the melancholic and non-melancholic patients. Twenty-three depressive patients and 27 healthy subjects performed computerized mixed trial Stroop and emotional Stroop tests. Afterwards, the subjects performed the memory recognition task. Depressive patients were divided according to DSM-IV diagnosis into melancholic and non-melancholic subgroups. Furthermore the level of anxiety and depression was assessed in all subjects. Results of the Stroop task showed that when the depressed patients were analyzed as a whole group, they showed only a trend toward a larger Stroop effect at the beginning of the task. When the analysis was performed with the melancholic and non-melancholic subgroups, contrary to the expectations, only the non-melancholic patients were impaired in the Stroop task compared to the melancholic patients and healthy subjects. Furthermore, we failed to find evidence for an attentional bias in the depressed patients in the emotional Stroop task measured as longer RTs to the emotional compared to neutral stimuli. However, both groups committed more errors in the negative compared to the neutral and positive condition. Memory bias was examined with the memory recognition test since it allowed us to study both “pure” memory and response bias. Response accuracy d’ and response bias beta were calculated according to the signal-detection model. We failed to find evidence for a memory bias in depressed patients measured as discrimination accuracy d’. Considering the response bias measure beta, the analysis showed that the healthy subjects had a more conservative response bias toward positive stimuli. This means that healthy subjects were less likely to answer “yes” to the positive stimuli than to other stimuli. The patients on the other hand had a more conservative response bias toward both negative and positive stimuli compared to neutral stimuli. Contrary to the expectations, there were no differences between the melancholic and non-melancholic patients. The results of the correlational analysis provide evidence that the executive control and emotional information processing are connected phenomena in the healthy subjects but not in the depressed patients. The healthy subjects with poor executive control are paying more attention to the negative stimuli compared to neutral stimuli. This was not the case in the depressed patients. We suggest that the unexpected result of melancholic patients performing better than non-melancholic ones in the Stroop task may be due to their more pronounced rigidity, which makes them more resistant to distraction. Hence, more detailed psychopathological assessment is desirable for future investigations of the melancholic patients. Furthermore, since we failed to find attentional bias in the depressed patients toward the emotional stimuli in the emotional Stroop test, we are concluding that besides methodological issues there are more important clinical factors than diagnosis (i.e. trait anxiety). We are suggesting that memory bias is impossible or difficult to demonstrate in the depressed patients when stimulus exposure occurs under sets that are explicitly antithetical to self-referencing. The relationship found between the Stroop effect and the emotional Stroop effect in the healthy subjects is suggesting that healthy individuals with lower levels of executive control may be more vulnerable to depression.

Translation of abstract (German)

Das klinische Bild der Depression ist neben den Veränderungen des emotionalen Erlebens durch kognitive Defizite gekennzeichnet. Ein zunehmend diskutiertes neuropsychologisches Korrelat der kognitiven Dysfunktionen bei depressiven Patienten ist eine Störung der Exekutiven Kontrolle. Zusätzlich finden sich zahlreiche Belege für eine Beeinflussung von Wahrnehmungs- und Aufmerksamkeitsprozessen durch Emotionen in Depression. Diese Prozesse spielen eine wichtige Rolle bei der Entstehung und Aufrechterhaltung der Depression. Das Aufmerksamkeitsbias findet in der frühen Phase der Informationsverarbeitung statt und das Gedächtnisbias während der elaborierten Bearbeitung (späte Phase). In dieser Studie werden erstens exekutive Kontrolle (Stroop-Test) und zweitens sowohl die frühe (emotionaler Stroop-Test) als auch die späte Phase (Wiedererkennungstest) der Informationsverarbeitung an einem Kollektiv depressiver Patienten und gesunder Kontrollprobanden untersucht. Drittens wurden Subgruppen aus melancholischen und nichtmelancholischen Patienten im Hinblick auf die Leistung nach der DSM-IV Diagnose gebildet und miteinander verglichen. Außerdem wurden die Zusammenhänge zwischen exekutiver Kontrolle und Biases der Informationsverarbeitung untersucht. Es gibt bisher keine Studien, die bei den gleichen depressiven Patienten den Stroop-Test, emotionalen Stroop-Test und Wiedererkennungstest untersucht haben. Weiterhin ist diese Studie unseres Erachtens die erste, die Unterschiede zwischen den melancholischen und nichtmelancholischen Patienten im emotionalen Stroop-Test untersucht. Es wurden 27 gesunde Kontrollprobanden und 23 depressive Patienten untersucht. Die Untersuchung wurde mittels Computer durchgeführt. Im klassischen Stroop-Test wurde den Probanden in randomisierter Abfolge ein neutraler, kongruenter oder inkongruenter Reiz in variiertem Abstand in der Mitte des Bildschirmes eingespielt. Im emotionalen Stroop-Test wurde den Probanden in randomisierter Abfolge ein neutrales, positives oder negatives Wort in verschiedenen Farben präsentiert. Nach der Testphase haben die Probanden den Wiedererkennungstest absolviert. Der Wiedererkennungstest erlaubt es, neben der Gedächtnisleistung, auch das Antwortbias zu untersuchen. Es wurde die Antwortgenauigkeit d’ und das Antwortbias beta nach Signalerkennungstheorie kalkuliert. Die Ergebnisse zeigen, dass die depressiven Patienten kein Defizit der exekutiven Kontrolle aufweisen (es wurde nur eine Trend-Level Signifikanz am Anfang des Tests gefunden). Laut der weiteren Analyse zeigen wieder Erwarten die nichtmelancholischen Patienten im Vergleich zu melancholischen und gesunden Probanden ein Defizit der exekutiven Kontrolle. Die Analyse über die Reaktionszeiten des emotionalen Stroop-Tests zeigte keine Unterschiede zwischen den Gruppen. Allerdings machten alle Probanden in der negativen Bedingung mehr Fehler als in der positiven und neutralen Bedingung. Die Ergebnisse über den Gedächtnistest zeigten keine Unterschiede in der Antwortgenauigkeit d’ zwischen den Gruppen. Laut des Antwortbias beta zeigen die gesunden Probanden konservativere Antworten in der positiven Bedingung als in der neutralen oder negativen Bedingung. Das bedeutet, dass die Probanden in der positiven Bedingung sehr vorsichtig „ja“ antworten. Die depressiven Patienten wiederum zeigten ein konservatives Bias in den beiden emotionalen Bedingungen (negativ und positiv) im Vergleich zur neutralen Bedingung. Es gab jedoch keine Unterschiede zwischen melancholischen und nichtmelancholischen Patienten. Die Ergebnisse der Zusammenhänge zeigten, dass die exekutive Kontrolle und das Aufmerksamkeitsbias bei gesunden Probanden miteinander korrelieren. Bei depressiven Patienten gab es keine signifikanten Korrelationen. Es wird angenommen, dass die melancholischen Patienten wegen der Rigidität kein Defizit im Stroop-Test zeigten. In der Zukunft ist es notwendig, zur Messung der Melancholie andere psychometrische Instrumente einzusetzen. Weiterhin wird zusammengefasst, dass es neben der Diagnose andere wichtige Aspekte wie Angst zu berücksichtigen gilt, wenn man das Aufmerksamkeitsbias untersucht. Da wir keine Unterschiede im Gedächtnisbias finden konnten, gehen wir davon aus, dass die methodischen Unterschiede ein ausschlaggebender Faktor waren; wenn die Patienten während der Verarbeitung des Materials keinen Bezug zu sich selbst sehen, zeigen sie kein Gedächtnisbias. Die Zusammenhänge zwischen den Tests zeigen, dass exekutive Kontrolle und Aufmerksamkeitsbias bei gesunden Probanden im Zusammenhang stehen, allerdings ist bei Patienten dieser Zusammenhang nicht mehr vorhanden. Gesunde Probanden, die ein Defizit der exekutiven Kontrolle zeigen, sind durch negative Reize ablenkbar. Dies bedeutet, dass gesunde Probanden, die Probleme in der exekutiven Kontrolle zeigen, eventuell für affektive Erkrankungen vulnerabel sind.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Mundt, Professor Christoph
Date of thesis defense: 30 January 2008
Date Deposited: 22 Apr 2008 11:56
Date: 2007
Faculties / Institutes: The Faculty of Behavioural and Cultural Studies > Institute of Psychology
Subjects: 150 Psychology
Controlled Keywords: Depression, Farbe-Wort-Interferenztest, Aufmerksamkeit, Gedächtnistest, Gefühl, Endogene Depression
Uncontrolled Keywords: Exekutive Kontrolle , Aufmerksamkeitsbias , Gedächtnisbias , Stroop-Test , emotionaler Stroop-TestExecutive control , attention bias , memory bias , Stroop-Test , depression
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